הכותבים במנטליקה מרוויחים תמלוגים מהפרסומות, רוצה גם? ההרשמה בחינם!
gravity

מדוע דברים נופלים למטה?


קצת אור על כוח הכבידה
ההסבר הפשוט על כוח הכבידה מספר כי לכדור הארץ יש כוח שמושך אליו את כל מה שבאטמוספרה, ולכן כל דבר שלא מוחזק על ידי משהו יפול למטה -לכיוון הארץ.  עם ההסבר הפשוט הזה יש הרבה דברים שנשארים לא מובנים. למשל, לפי חוקי ניוטון כדי לשנות את מהירותו של חפץ כלשהו צריך להפעיל עליו כוח, וככל שמסת החפץ גדולה יותר, כך הכח שצריך להפעיל עליו רב יותר. עכשיו בואו נתאר את כוח המשיכה. כדור הארץ מושך אליו חפצים בעוצמה מסויימת. באותה עוצמה הוא אמור למשוך דברים בעלי מסה גדולה פחות חזק מאשר דברים בעלי מסה קטנה יותר. מדוע אם כן אנו רואים להיפך, שדווקא הדברים בעלי המסה הגדולה יותר נמשכים טוב יותר? בנוסף, מנסוייו של גלילאו אנו יודעים שלמעשה שני האובייקטים, ולא משנה כה ישקול כל אחד מהם, יפלו באותה מהירות. דבר שלא מסתדר לא עם מה שאנו רואים ולא עם מה שהיינו מצפים לראות. (ברור שנוצה תנחת לאט יותר מלבנה, אמנם ההבדל לא נגרם ממשקלה של הנוצה, אלא מהתנגדות האוויר שמתחתיה. אמנם אם ניקח לבנה מעץ ולבנה מאבן, ברזל או פלדה, נווכח לראות שהם נופלים באותו הקצב). אז מהו כוח הכבידה? איך נסביר אותו על סמך התצפיות שלנו? למעשה לכל חפץ יש כח כבידה. כל חפץ מושך אליו חפצים אחרים, והכל לפי המסה שלו. מכיוון שהמסה של כל הדברים בעולם לא גדולה מספיק כדי שכוח הכבידה שלהם יורגש, זה לא משנה את ההתנהלות היומיומית שלנו. כדור הארץ לעומת זאת גדול מספיק, ולכן המשיכה שלו מורגשת. (כוח המשיכה של כוכבים אחרים אם כן יהיה בהתאם לגודל שלהם. לכן למשל לירח כח המשיכה קטן משל כדור הארץ). מהו כוח הכבידה שעליו אני אנחנו מדברים? לא נכון יהיה להגיד שהחפץ המסויים בעל הכבידה מושך אליו את האחר, והאחר מושך את הראשון, אלא כח המשיכה הזה עומד ביניהם וומושך אותם אחד לשני, כל אחד לפי גודלו. מה שזה אומר למעשה הוא שבח המשיכה הזה הוא לא שווה למשיכת האובייקט הגדול פחות משיכת הקטן, אלא מכפלת המשיכה של שניהם. אם אחד האובייקטים יהיה גדול פי שניים, ולו זה הקטן מביניהם, יהיה כח המשיכה גם הוא גדול פי שניים, שכן אפשר לדמות את זה לחיבור משיכת שני אובייקטים בעלי אותו גודל לאובייקט השני. אם כן, למרות שמשיכת האובייקטים שעל פני האדמה קטנה מכדי להרגיש אותה, היא עדיין משפיעה על העולם, ובגדול. אומנם לבנה ששוקלת 10 קילו לא מושכת הרבה יותר מלבנה שמשקלה 5 קילו, אבל בכל זאת היא מושכת פי שניים יותר. מה שאומר שכשכדור הארץ מושך את לבנת ה-5 קילו המשיכה היא כפל משיכת הארך במשיכת הלבנה, וכשהוא מושך לבנת 10 קילו המשיכה הכוללת שווה למשיכת כדור הארץ X מכישת 5 קילו X שתיים. מכיוון שכדי לשנות את תנועת הלבנה שגדולה פי שניים צריך להפעיל פי שניים יותר כוח, (כאן אנחנו חוזרים לחוקי התנועה של ניוטון), מהירות התנועה של לבנת ה-5 קילו תהיה זהה למהירותה של לבנת העשר, שפי שניים יותר קשה לשנות את תנועתה, אך גם נמשכת בעוצמה כפולה. אמנם התנועה הפיסית שווה, אך בואו לא נשכך שלמעשה עוצמת המשיכה גדולה יותר אצל החפץ בעל המסה הגדולה יותר. כלומר, אם אני רוצה להתנגד לכח הכבידה שמושך אותו מטה, ולהרים אותו למעלה, אצטרך להתאמץ פי שניים יותר. כמו כן, דבר כבד יותר ישקע למטה, למרות שהוא ירים במקומו מים למעלה, למרות ששניהם נמשכים למטה במידה שווה. בואו נדמיין שני ארונות, אחד במשקל 50 ק"ג, והשני במשקל 25. הארונות צמודים זה לזה ומהצד של ארון ה-50 קילו דוחף אותו אדם בעוצמה של 300 קילו, ומצד הארון הקטן דוחף אותו אדם לצד שני בעוצמה של 150 קילו. אילו לא היו עומדים הארונות זה מול זה, היו שניהם נעים, ושניהם באותו הקצב. אמנם כשהם נעמדים אחד כנגד השני מה יקרה? ברור שמה שקורה עכשיו שווה למקרה שבו עומד רק אדם אחד, בצד הארון הגדול, ודוחף את הארון בעוצמה של 150 ק"ג, מה שאומר שיזוז רק הארן הגדול, על חשבון הארון הקטן, אלא שהוא יעשה את זה לאט יותר, כפי שאנו באמת רואים, שדבר ששוקע במים שוקע לאט יותר ממה שנופל באויר. זהו גורם המשקל, שמתבטא למרות שאל האדמה עצמה הכל נמשך באותה מהירות.


מה דעתך על מדוע דברים נופלים למטה? ?
תגובתך:
כתובת אתר: //:HTTP
שם: אימייל : קבלת תגובות לאימייל
פרסום תגובה

ידוע ככבידה, כובד, משיכה, הסבר, ידע, העשרה, כדור הארץ, ארץ, אדמה