نحن نعلم أن الوزن والكتلة شيئان مختلفان وغالبًا ما يتم الخلط بينهما يوميًا. وزننا على الأرض هو نتيجة كتلتنا وتأثير الجاذبية. ومع ذلك، على الرغم من أن كتلتنا تظل كما هي، فإن وزننا يختلف على الكواكب الأخرى. وزنك على الكواكب الأخرى يختلف عن الذي لديك على كوكبنا.
سنخبرك في هذه المقالة ما هو وزنك على الكواكب الأخرى وما يؤثر عليه وكيفية حسابه.
ما هي الجاذبية
الجاذبية هي قوة أساسية في الطبيعة توجد بسبب التجاذب المتبادل بين جسمين لهما كتلة. هذه القوة هي التي تحافظ على جميع الأشياء مع كتلة، مثل الكواكب والنجوم والأشياء اليومية، ملتصقة بالأرض أو تتحرك عبر الفضاء.
تم تصور الجاذبية لأول مرة من قبل العالم الشهير السير إسحاق نيوتن في القرن السابع عشر. ووفقاً لقانون الجاذبية، فإن أي جسم له كتلة يجذب أجساماً أخرى كتلتها تتناسب طردياً مع كتلته وعكسياً مع مربع المسافة بينهما. وهذا يعني أنه كلما زادت كتلة الجسم وكان الجسمان أقرب إلى بعضهما البعض، زادت قوة الجذب بينهما.
على الأرض، الجاذبية هي ما يبقينا على الأرض ويعطي وزنًا للأشياء. تولد كتلة الأرض قوة جاذبية تسحب كل شيء نحو مركزها. هذه القوة هي ما تصنعالأشياء تسقط عندما نسقطها وهو مسؤول أيضًا عن دوران القمر حول الأرض ودوران الأرض حول الشمس.
الكتلة والوزن
على الرغم من أنه من السهل الخلط بين هذه المصطلحات في العمل اليومي، حيث أنه من المعتاد الإشارة إلى الكتلة نفسها بالوزن، إلا أنها ليست نفس الشيء على الإطلاق. عندما تخطو على الميزان، القيمة التي يمنحك إياها ليست وزنك، بل كتلة جسمك. أي كمية المادة التي تتكون منك. ولا يصح أن نقول إن وزنك 70 كجم، لأن تلك الـ 70 كجم ليست وزنك، بل كتلتك.
ما تزنه حقًا يساوي القوة التي يسحبك بها الكوكب نحو سطحه. قد يختلط عليك الأمر من الخلط العامي بين المصطلحات، لكن في عالم العلوم من الطبيعي التفريق بينهما. الفيزياء مثال حيث يكون الاختلاف أساسيًا في أن الوزن هو القوة بين جسمين، في هذه الحالة جسم وكوكب، بينما الكتلة هي كمية بسيطة من المادة.
من المفترض أن قصة نيوتن وأبل هي أصل نظريات الفيزيائيين البريطانيين حول الجاذبية ووزن الأشياء والتجاذب بين الأشياء. وبالتالي، فإن قانونه الثاني للحركة يسمح لنا بحساب وزن جميع الأجسام على الأرض باستخدام قيمة الجاذبية: 9,8 م/ث2. بمعنى آخر، سهل نيوتن على أي شخص تحديد وزنه من خلال معادلته البسيطة والأنيقة الوزن = الكتلة × الجاذبية.
لذلك، وفقا للمعادلة، فالإنسان الذي كتلته 50 كجم لن يزن في الواقع أكثر من 490 نيوتن (نيوتن، مقياس للقوة سمي على اسم الفيزيائي) على الأرض. ومن الآن فصاعدًا، لكي يكون ذلك الشخص صحيحًا من الناحية العلمية، عليه أن يقول إن وزنه 490 نيوتن.
كيف تؤثر الجاذبية على النظام الشمسي
ويجب الأخذ في الاعتبار أن قيمة الجاذبية هذه ليست هي نفسها في جميع أنحاء النظام الشمسي، في الواقع فإن 9,8 م/ث2 هي سمة كوكبنا بسبب شكله وتكوينه وحجمه. لذا، وفقًا لنيوتن، إذا تغيرت قوة الجاذبية من كوكب إلى كوكب، فإن وزنك على كل كوكب سيتغير أيضًا.
ولذلك فإن الكوكب الذي له جاذبية أكبر من الأرض، أي الذي له جاذبية أكبر عليك، سيكون له وزن أكبر عليك بسبب سطحه. ومع ذلك، فإن كتلتك لن تتغير، فهي نفسها في جميع الكواكب والأماكن في الكون، لأنك في النهاية ستظل مكونًا من نفس الكمية من المادة.
ومن الأمثلة على ذلك كوكب المشتري، وهو عملاق غازي تبلغ جاذبيته 24,79 م/ث2، أي أكثر من ضعف جاذبية الأرض. وهكذا، مرة أخرى تطبيق قوانين نيوتن، نفس الشخص الذي كتلته 50 كجم سيكون وزنه 490 نيوتن على الأرض و1.239 نيوتن على المشتري.
وزنك على الكواكب الأخرى
هناك طريقة لملاحظة الفرق في الوزن من كوكب إلى آخر بطريقة أبسط وغير رسمية (أي بالكيلوجرامات). الحيلة هي استخدام مقياس مشترك. هذا كل شئ، يتم تعديل الميزان ليناسب الوزن الذي نسقط عليه مع جاذبية الأرض البالغة 9,8 م/ث2، لذا كل ما يفعلونه هو قياس وزننا وإرجاع قيمة الكتلة باستخدام صيغة نيوتن.
لذا، إذا أردنا قياس نفس البيانات التي سنحصل عليها من خلال وزنها على ميزان على كوكب مختلف (بافتراض أنه يمكننا نقلها من الأرض إلى الفضاء)، يمكننا الحصول عليها عن طريق إجراء علاقة رياضية بسيطة: إذا كنت تزن 50 كجم بسرعة 9,8 م/ث2، فإن وزنك 24,779 م/ث2.. وبعبارة أخرى، قاعدة بسيطة من التجربة.
دعونا نرى قائمة بشخص كتلته على الأرض 60 كجم ما يزنه على بقية كواكب المجموعة الشمسية:
- الزئبق: على عطارد، الذي تبلغ جاذبيته حوالي 3.7 م/ث^2، يزن الشخص الذي يبلغ وزنه 60 كجم حوالي 222 نيوتن (ن).
- كوكب الزهرة: تبلغ الجاذبية على كوكب الزهرة حوالي 8.87 م/ث^2، مما يجعل وزن شخص يبلغ وزنه 60 كجم حوالي 532.2 نيوتن.
- المريخ: على المريخ، مع جاذبية تبلغ حوالي 3.7 م/ث^2، فإن وزن شخص يبلغ 60 كجم سيكون وزنه حوالي 222 نيوتن.
- كوكب المشتري: على كوكب المشتري، وهو عملاق غازي تبلغ جاذبيته حوالي 24.8 م/ث^2، يزن الشخص الذي يبلغ وزنه 60 كجم حوالي 1,488 نيوتن.
- زحل: على كوكب زحل، مع جاذبية تبلغ حوالي 10.44 م/ث^2، يزن الشخص الذي يبلغ وزنه 60 كجم حوالي 626.4 نيوتن.
- أورانوس: تبلغ الجاذبية على أورانوس حوالي 8.69 م/ث^2، مما يجعل وزن الشخص الذي يبلغ وزنه 60 كجم حوالي 521.4 نيوتن.
- نبتون: على كوكب نبتون، مع جاذبية تبلغ حوالي 11.15 م/ث^2، يزن الشخص الذي يبلغ وزنه 60 كجم حوالي 669 نيوتن.
- بلوتو: على بلوتو، وهو كوكب قزم، الجاذبية أضعف بكثير، حوالي 0.62 م/ث^2، مما يجعل وزن الشخص الذي يبلغ وزنه 60 كجم حوالي 37.2 نيوتن فقط.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن وزنك على الكواكب الأخرى وكيف يؤثر على الجاذبية.