گرانش؛ نیروی کشش
چرا سیب می‌افتد و ماه دور زمین می‌چرخد؟ وزن تو روی سیاره‌های دیگر چقدر است؟
⭐ ۰ از ۷ مرحلهدر این درس یاد می‌گیری
جرم و وزن را جدا کن و تغییر گرانش را در محاسبه به کار ببر.
گرانش چیست؟
گرانش نیروی کششی است که بین هر دو جسم وجود دارد. هرچه جرم جسم بیشتر باشد، کشش آن بیشتر است؛ هرچه فاصله زیادتر شود، کشش کمتر می‌شود.
زمین ما را به سمت خود می‌کشد؛ به این نیرو «وزن» می‌گوییم. گرانش خورشید هم سیاره‌ها را در مدارشان نگه می‌دارد، و گرانش زمین ماه را.
جرم یعنی «مقدار ماده» و با رفتن به جای دیگر تغییر نمی‌کند؛ اما وزن به گرانش آن‌جا بستگی دارد.
وزن تو در جاهای مختلف
جرمت را انتخاب کن و نیروی وزن را در جاهای مختلف مقایسه کن.
وزن تو روی ماه
۶۴٫۷ نیوتنگرانش ۰٫۱۶۵ برابر زمینجرم تو همان ۴۰ کیلوگرم می‌ماند؛ وزن نیروی کشش گرانش است و با نیوتن اندازه‌گیری می‌شود: وزن = جرم × شتاب گرانش. خط عمودی، وزن روی زمین است. برای غول‌های گازی و یخی این مقدار مرجع است؛ سطحی برای ایستادن ندارند.
عجیب ولی واقعی
فضانوردهای ایستگاه فضایی شناورند؛ نه چون آن‌جا گرانش نیست (گرانش آن‌جا حدود ۹۰٪ زمین است)، بلکه چون با ایستگاه در حال «سقوط آزاد» دور زمین‌اند.
جرم یک فرد ۶۰ کیلوگرمی روی ماه هم ۶۰ کیلوگرم است؛ نیروی وزنش حدود یک‌ششم زمین می‌شود.
🔭 برای کنجکاوها (ردهٔ بالاتر)
نیوتن در حدود سال ۱۶۸۷ نشان داد گرانش از قانونی ساده پیروی می‌کند: نیرو با ضرب جرم‌ها رابطهٔ مستقیم و با مجذور فاصله رابطهٔ عکس دارد. یعنی اگر فاصله دو برابر شود، گرانش ۴ برابر کمتر می‌شود.
اینشتین بعدها گفت گرانش در واقع خمیدگی فضا و زمان توسط جرم است؛ همین نظریه (نسبیت عام) وجود سیاه‌چاله‌ها را پیش‌بینی کرد.
امتحان کوچک
نیروی وزن یک فرد روی ماه نسبت به زمین چقدر است؟
کارگاه پژوهش؛ مدل، مشاهده و نتیجه
مراحل را انجام بده و نتیجه را روی کاغذ ثبت کن. برای دیدن مرحلهٔ بعد روی عنوان آن بزن.
۱. آماده‌سازی
در شبیه‌ساز، جرم ۳۰ کیلوگرم را انتخاب کن.
۱ از ۳ مرحله را دیده‌ای.
دلیل علمی را پیدا کن
برای جرم ۱۰ کیلوگرم و شتاب گرانش ۱۰ متر بر مجذور ثانیه، وزن چقدر است؟
ستاره‌ها و نشان‌های تو
چی یاد گرفتیم؟
- گرانش نیروی کشش بین دو جسم است و با جرم بیشتر، قوی‌تر می‌شود.
- وزن به گرانش بستگی دارد، جرم نه.
- گرانش خورشید سیاره‌ها را در مدار نگه می‌دارد.
🎉 حالا می‌دانی گرانش چگونه مدار را شکل می‌دهد!
📚 منابع و مطالعهٔ بیشتر
عددهای دوره گرد شده‌اند. اندازه و سرعت در برخی مدل‌ها برای فهم بهتر تغییر کرده‌اند؛ تعداد قمرهای شناخته‌شده با کشف‌های تازه تغییر می‌کند.