Il-Ġbid Gravitattiv tad-Dinja
Il-gravità hija waħda mill-aktar forzi fundamentali fl-univers. Għalkemm inviżibbli, l-effetti tagħha jinħassu l-ħin kollu: l-oġġetti jaqgħu mal-art, l-ilma jiċċirkola lejn altitudnijiet aktar baxxi, u nistgħu nibqgħu wieqfa mingħajr ma nifwiċċaw fl-arja. Fost id-diversi sorsi ta’ gravità, dik l-aktar relatata mill-qrib mal-ħajja umana hija l-ġibda gravitazzjonali tad-Dinja. Din il-forza żżomm lill-bnedmin, l-annimali, il-pjanti, l-oċeani, u l-atmosfera ankrati mal-pjaneta, u tirregola wkoll il-moviment ta’ ħafna oġġetti madwar id-Dinja, inklużi satelliti artifiċjali.
Nifhmu l-forza gravitazzjonali
Fi kliem sempliċi, l-attrazzjoni gravitazzjonali hija l-forza li tattira oġġetti bil-massa lejn xulxin. Minħabba li d-Dinja għandha massa daqshekk kbira, tiġbed kull ma jdawwarha lejn iċ-ċentru tagħha. Din il-ġibda tapplika għall-oġġetti kollha: blat, ilma, il-ġisem tal-bniedem, anke l-arja. Iktar ma tkun kbira l-massa ta' oġġett, iktar tkun kbira l-forza gravitazzjonali tiegħu.
Dan il-kunċett huwa spjegat xjentifikament permezz tal-liġi tal-gravità universali, popolarizzata minn Isaac Newton . Skont il-prinċipju ta' Newton, il-forza gravitazzjonali bejn żewġ oġġetti tiddependi fuq il-mases tagħhom u d-distanza bejniethom. Dan ifisser li d-Dinja tattirana minħabba l-massa kbira tagħha, u aħna nattiraw ukoll id-Dinja, iżda l-forza tagħna hija tant żgħira li ma tkunx notevoli fuq bażi ta' kuljum.
Għaliex jaqgħu l-oġġetti?
Meta oġġett jiġi rilaxxat minn id, dan jiċċaqlaq "l isfel", jiġifieri, lejn iċ-ċentru tad-Dinja. 'L isfel' mhuwiex l-istess direzzjoni kullimkien meta wieħed iħares lejh mill-ispazju; "l isfel" dejjem ifisser lejn iċ-ċentru tal-pjaneta. Huwa għalhekk li n-nies f'partijiet differenti tad-Dinja xorta jħossu li qegħdin fuq il-wiċċ, mhux rashom 'l isfel jew jaqgħu fl-ispazju.
Fattur importanti ieħor huwa l-aċċelerazzjoni gravitazzjonali. Qrib il-wiċċ tad-Dinja, oġġett li jaqa' jesperjenza aċċelerazzjoni ta' madwar 9,8 m/s². Dan ifisser li kull sekonda l-veloċità tal-oġġett tiżdied b'madwar 9,8 metri kull sekonda (jekk ir-reżistenza tal-arja tiġi injorata). Huwa għalhekk li l-oġġetti li jaqgħu jaċċeleraw sakemm jolqtu l-art.
Gravità, piż, u massa: spiss konfużi
Fil-ħajja ta' kuljum, ħafna nies iqabblu "piż" ma' "massa", anke jekk it-tnejn huma differenti.
– Il-massa hija l-ammont ta’ materja f’oġġett. Il-massa ma tinbidilx anke jekk l-oġġett jiġi mċaqlaq f’post ieħor.
– Il-piż huwa l-forza gravitazzjonali li taġixxi fuq il-massa. Il-piż jiddependi fuq l-aċċelerazzjoni minħabba l-gravità.
Formula sempliċi li spiss tintuża hija:
Piż (W) = massa (m) × aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g)
Jekk persuna għandha massa ta' 50 kg fid-Dinja, il-piż tagħha huwa ta' madwar 50 × 9,8 = 490 newton. Kieku dik il-persuna kienet fuq il-Qamar, l-aċċelerazzjoni minħabba l-gravità tkun inqas, għalhekk il-piż tagħha jkun ħafna inqas—anke jekk il-massa tagħha tibqa' 50 kg.
Għaliex il-gravità tad-Dinja mhijiex l-istess kullimkien?
Għalkemm ħafna drabi titqies kostanti, il-gravità tad-Dinja fil-fatt tvarja xi ftit minn post għal ieħor. Hemm diversi raġunijiet għal dan:
1. Il-forma tad-Dinja mhijiex perfettament tonda
Id-Dinja hija kemxejn "imnebbħa" fl-ekwatur u aktar ċatta fil-poli. B'riżultat ta' dan, id-distanza minn xi ħadd fl-ekwatur saċ-ċentru tad-Dinja hija kemxejn aktar 'il bogħod minn xi ħadd fil-poli, għalhekk il-gravità tagħhom hija kemxejn iżgħar.
2. Ir-Rotazzjoni tad-Dinja
Id-Dinja ddur fuq l-assi tagħha. Din ir-rotazzjoni għandha l-effett li tnaqqas il-forza effettiva lejn iċ-ċentru, speċjalment fl-ekwatur. Għalhekk, il-piż ta' oġġett fl-ekwatur huwa ftit inqas milli fil-poli.
3. Għoli tal-post
Iktar ma post ikun għoli 'l fuq mil-livell tal-baħar, iktar ikun 'il bogħod miċ-ċentru tad-Dinja, u għalhekk il-forza tal-gravità tkun ftit inqas. Għalhekk, il-gravità fil-quċċata ta' muntanja hija inqas milli fil-livell tal-baħar.
4. Distribuzzjoni tal-massa fid-Dinja
Id-Dinja m'għandhiex densità perfettament uniformi. Id-differenzi fl-istruttura tal-blat, fil-firxiet tal-muntanji, u anke fil-baċiri jistgħu jikkawżaw varjazzjonijiet żgħar fil-gravità lokali.
Din id-differenza mhijiex notevoli ħafna fl-attivitajiet ta' kuljum, iżda hija importanti fil-kejl xjentifiku, fl-immappjar ġeofiżiku, u fin-navigazzjoni ta' preċiżjoni.
Ir-rwol tal-gravità tad-Dinja għall-ħajja
Mingħajr il-gravità qawwija biżżejjed tad-Dinja, il-ħajja kif nafuha x'aktarx ma tkunx teżisti. Hawn huma xi wħud mir-rwoli ewlenin tagħha:
– Iż-żamma tal-atmosfera
Il-gravità żżomm gassijiet bħall-ossiġnu u n-nitroġenu sospiżi fid-Dinja. Mingħajr atmosfera, it-temperaturi jkunu estremi, ma jkunx hemm arja li tieħu n-nifs, u l-protezzjoni mir-radjazzjoni solari titnaqqas.
– Iżomm l-ilma fuq il-wiċċ
L-oċeani, il-lagi, ix-xmajjar, u anke l-ilma ta’ taħt l-art huma kollha “miżmuma” mill-gravità. Li kieku l-gravità kienet ħafna iktar dgħajfa, l-ilma jista’ jaħrab aktar faċilment fl-ispazju, speċjalment fuq medda twila ta’ żmien.
– Jgħin fiċ-ċiklu tal-ilma
Ix-xita tinżel għax il-gravità tiġbed il-qtar tal-ilma lejn l-art. Ix-xmajjar ukoll jiċċirkolaw lejn il-baħar għax il-gravità tiġbed l-ilma lejn altitudnijiet aktar baxxi.
– Il-formazzjoni tal-istruttura tal-ġisem tal-ħlejjaq ħajjin
Il-ġisem tal-bniedem adatta ruħu għall-gravità tad-Dinja matul miljuni ta’ snin. L-għadam, il-muskoli, u s-sistema ċirkolatorja joperaw taħt dawn il-kundizzjonijiet. Huwa għalhekk li l-astronawti fl-ispazju jesperjenzaw bidliet fiżjoloġiċi bħal tnaqqis fil-massa tal-muskoli u fid-densità tal-għadam.
Gravità u orbita: għaliex is-satelliti ma jaqgħux?
Jista’ jidher stramb: jekk il-gravità tad-Dinja tiġbed kollox ’l isfel, għaliex is-satelliti jistgħu jibqgħu “jgħumu” fl-ispazju? Is-satelliti qed jaqgħu kontinwament lejn id-Dinja, iżda għandhom ukoll veloċità orizzontali għolja ħafna. B’riżultat ta’ dan, is-satelliti jaqgħu fl-istess linja mal-kurvatura tad-Dinja, u jiffurmaw orbiti.
Fi kliem ieħor, l-orbita hija r-riżultat ta' bilanċ bejn:
– il-ġibda gravitazzjonali li tiġbed is-satellita lejn id-Dinja, u
– veloċità tanġenzjali li żżomm is-satellita miexja 'l quddiem.
L-istess prinċipju jispjega wkoll il-moviment tal-Qamar li jdur madwar id-Dinja u tad-Dinja li ddur madwar ix-Xemx.
L-influwenza tal-gravità fuq il-fenomeni fid-Dinja
Il-ġibda gravitazzjonali tad-Dinja tinfluwenza wkoll ħafna fenomeni naturali, pereżempju:
- Marea
Il-mareat huma primarjament influwenzati mill-gravità tal-Qamar u x-Xemx fuq l-Art, iżda l-gravità tad-Dinja xorta għandha rwol għaliex l-ilma huwa "marbut" mad-Dinja. din il-pjaneta u tiċċaqlaq wara l-forza gravitazzjonali il-ġisem ċelesti.
– Valanġijiet tal-art u waqgħat tal-blat
Il-gravità tiġbed il-ħamrija u l-blat 'l isfel. Meta l-għoljiet isiru weqfin wisq jew il-ħamrija titlef il-qawwa tagħha li torbot, il-forza tal-gravità twassal għal moviment tal-massa.
– Pressjoni tal-arja u t-temp
L-atmosfera hija miżmuma mill-gravità u għalhekk għandha pressjoniId-differenzi fil-pressjoni u t-temperatura mbagħad jinfluwenzaw il-formazzjoni tax-xejriet tar-riħ u tat-temp.
Il-gravità fil-perspettiva moderna
Newton spjega l-gravità bħala l-forza ta' attrazzjoni bejn il-mases. Madankollu, fil-fiżika moderna, partikolarment permezz tat-teorija tar-relattività ġenerali ta' Albert Einstein, il-gravità hija mifhuma bħala riżultat tal-kurvatura tal-ispazju-ħin ikkawżata mill-massa u l-enerġija. Id-Dinja "tgħawweġ" l-ispazju-ħin madwarha, u l-oġġetti jiċċaqalqu skont dik il-kurvatura. Filwaqt li dan jista' jinstema' kkumplikat, fuq skala ta' kuljum, ir-riżultati jaqblu mal-kalkoli ta' Newton u huma preċiżi biżżejjed għal ħafna skopijiet.
Konklużjoni
Il-ġibda gravitazzjonali tad-Dinja hija l-forza fundamentali li tagħmel il-ħajja fuq din il-pjaneta possibbli. Tispjega għaliex l-oġġetti jaqgħu, għaliex għandna piż, kif jiċċirkola l-ilma, kif tinżamm l-atmosfera, u anke kif iduru s-satelliti. Għalkemm ħafna drabi titqies kostanti, il-gravità tad-Dinja tvarja xi ftit skont il-post, l-altitudni, u l-forma tad-Dinja. Il-fehim tal-gravità mhux biss jgħin biex jispjega fenomeni sempliċi bħal tuffieħa li taqa' minn siġra, iżda jiftaħ ukoll għarfien dwar kif jaħdem l-univers, mill-orbiti planetarji sal-ivvjaġġar fl-ispazju.
