نیروی وزن - فیزیکفا

نیروی گرانشی :

در سال 1665 میلادی ، نیوتون نشان داد نیرویی که ماه را در مدارش به دور زمین نگه می دارد از جنس همان نیرویی است که باعث افتادن سیب از یک درخت بر روی زمین می شود . که به این نیرو نیروی گرانشی گویند .

نیروی گرانشی بین دو ذره با حاصل ضرب جرم دو ذره نسبت مستقیم و با مجذور فاصله بین دو ذره نسبت وارون دارد .

ثابت گرانش برای اولین بار توسط چه کسی و چگونه اندازه گیری شد ؟

60 سال پس از مرگ نیوتن، هنری كاوندیش قانون گرانش را از طریق آزمایش و به كمك یك ترازوی دوار در آزمایشگاه تحقیق كرد. در این آزمایش مقدار عددی ثابت گرانش بدست آمد.
او دو گلوله ی كوچك به دو سر یك میله جوش زد طوری كه تعادل وزنی برقرار شود. سپس وسط میله را پیدا كرد و به یك رشته نخ بلند آویخت. این وسیله را برای محافظت از باد درون یك حباب در بسته قرار داد. دو گلوله بسیار سنگین هم خارج از شیشه روی صفحه ای دوار قرار داد طوری كه گلوله های بزرگ بدون تماس با شیشه بدور شیشه می چرخیدند. كم كم میله ی داخل شیشه بر اثر گرانش بین گلوله ها شروع به چرخش می كند. با استفاده از میزان چرخش گوله های كوچك در داخل شیشه، كاوندیش ثابت گرانش را اندازه گیری كرد .

نیروی وزن :

وزن یک جسم بر روی سطح زمین برابر با نیروی گرانشی است که زمین بر جسم وارد می کند . معمولا نیروی وزن را با W نشان می دهند .

مطابق شکل m جرم جسم نزدیک به زمین و Me جرم زمین و Re شعاع زمین است .

برای اولین بار شعاع زمین را چه کسی و چگونه اندازه گیری کرد ؟
اراتوستن سر كتابدار موزه اسكندریه ، نخستین كسی بود كه اندازه زمین را محاسبه كرد . وی متوجه شد كه در ظهر روز تابستانی آفتاب تابستانی ، ستونهای عمودی در سیرن (اسوان امروز ) هیچ سایه ای نمی اندازد اما همان وقت در اسكندریه در شمال سیرن ستوان عمودی عقربه ساعت خورشیدی سایه می اندازد .
با اندازه گیری طول سایه و ارتفاع ستون ، وی تعیین كرد كه فاصله اسكندریه با سمت الراس ، 7.2 درجه است و از آنجایی كه این رقم حدود یك پنجاهم 360 درجه است پس محیط زمین باید پنجاه برابر فاصله اسكندریه و سیرن باشد . سپس محیط زمین به دست آمد و به این ترتیب قطر زمین به دست می آید كه فقط 150 كیلومتر با میزان فعلی تفاوت دارد .

با توجه به قانون دوم نیوتون هنگامی که به یک جسم نیرو وارد شود ، جسم در جهت نیرو شتاب می گیرد . پس خواهیم داشت :

معمولا شتاب سقوط اجسام را با g نمایش می دهیم و به آن شتاب گرانی می گویند .پس می توان شتاب گرانی زمین را از رابطه زیر بدست آورد (البته با فرض چشم پوشی از چرخش زمین) :