فيزياء ورياضيات

التفسير العلمي الصحيح لسقوط الأجسام على الأرض الجزء الأول

ومع تفسير جديد لسقوط الأشياء على الأرض وهو أن سبب السقوط قوة دافعة من أعلى وليست قوة جاذبة من أسفل ويمكن أن نلخص هذا التفسير في هذه الجملة

الضغط إن كان في الماء أو الهواء فإنه سيضغط الأجسام ويدفعها للأسفل وللأعلى حسب كثافتها

هذا التفسير يشتمل على مؤثرين: 

المؤثر الأول:

الضغط ويكون إتجاه تأثيره رأسي أما للأسفل أو للأعلى.

المؤثر الثاني:

الكثافة 

فهيا بنا نتعرف على كل مؤثر منهما بأسلوب علمي 🤓🤓

اولا: الضغط

1- الضغط الجوي:

 هو وزن عمود من الهواء على مقطعه العرضي وهو وحدة المساحات، وارتفاعه يعادل سمك الغلاف الجوي. الضغط الجوي = 1 atm أو بالتقريب 1 بار. وهو يتكوّن من عدة غازات (الآزوت 78% و الأكسجين 21%، إضافة إلى غازات أُخرى). 

والضغط الجوي يتناقص بالارتفاع عن سطح البحر. ويبلغ عند سطح البحر 1 atm أو 1.0132 بار.

المناطق ذات الضغط الجوي المنخفض لها كتلة غلاف جوي أقل، بينما المناطق ذات الضغط الجوي المرتفع لها كتلة غلاف جوي أكثر من غيرها.

كلما زاد الارتفاع عن سطح البحر قلَّ الضغط الجوي، والعكس صحيح.

يتكون الضغط الجوي المنخفض عندما ترتفع درجة الحرارة إذ يؤدي هذا إلى تسارع جزيئات الهواء وابتعادها عن بعضها، ويتكون الضغط الجوي المرتفع عندما تنخفض درجة الحرارة، إذ يؤدي ذلك إلى بطء جزيئات الهواء واقترابها من بعضها.

وتعريف الضغط الجوي:  هو وزن عمود الهواء الواقع على مساحة قدرها 1 سنتيمتر مربع في الخلاء.                  وهو يعادل وزن عمود من الزئبق على نفس المساحة ارتفاعه 760 مليمتر.

2- الضغط في الموائع الساكنة (الماء):

الضغط في السوائل سببه : وزن السائل ويكون في كل الاتجاهات أي عمودي على الجسم المغمور فيه و على جدران الوعاء .

العوامل المؤثرة على ضغط السائل :

1- كثافة السائل ( التناسب طردي ) كلما زادت كثافة السائل زاد الضغط .

2- عمق النقطة ( التناسب طردي ) كلما زاد عمق السائل زاد الضغط .

كلما زاد عمق السائل، يزداد الضغط .

ضغط الهواء فوق سطح السائل يسمى الضغط الجوي.

 عادةً ما نشعرُ بالانزعاجِ عند ابتعادِنا عن مستوى سطحِ البحر، فضغطُنا الداخليُ يصبح مختلفاً عن الضغطِ المحيطِ بنا. وهذا هو سببُ إيلامِ أذنينا عند ارتفاعِنا في الطائرةِ أو عندما نغوصُ عميقاً في البحر. 

أستطيعُ التفكيرَ ببضعِ حالاتٍ ناتجةٍ عن تغيّرِ الضغطِ حولَنا، وهذه الحالاتُ ليست مثاليةً لنا كبشَرٍ على أقلّ تقدير، إحداها هي ما قد يحدث لنا في حالِ انتقلنا فجأةً إلى عمقِ البحرِ دون ارتداءِ بذلةٍ مخصّصةٍ لتحمل الضغط. ما الذي سيحدث؟؟ 🤓

 لكل 10 أمتارٍ ينزلُها الغطاسُ يزداد ضغطُ الماءِ عليه بمقدار 760مم زئبقي، وهو ما يعادلُ الضغطَ الجويَّ على مستوى البحر، أي عند نزولِ أولِ 10 أمتار يزدادُ الضغطُ بمقدار الضعف. 

على عمقٍ 30 متراً، حيث يُطبّقُ عليك أربعةُ أضعافِ الضغطِ الجوي، يبدأ النسيجُ الإسفنجيُ للرئةِ بالتقلّصِ، مما يبقي لديكَ كميةً قليلةً من الهواءِ الذي استنشقتَه من على السطح. هنا تظهر ردّةُ فعلٍ تدعى "استجابةََ الغطس"، والتي تقومُ على تقلّصِ أوعيةِ الأطرافِ ودفعِ الدمِ باتجاهِ الأعضاءِ الأكثرِ حاجةً كالقلبِ والدماغ.

هذا الدمُ الزائدُ سوف يؤدّي لتوسّعِ الأوعيةِ الدمويةِ في الصدر، فيتساوى الضغطُ الداخليُ مع الضغطِ الخارجي. خلالَ هذه الغطساتِ العميقة، قد ينخفضُ عدد ضرباتِ قلبِ الغوّاص إلى 14 ضربةً في الدقيقة، وهو ما يعادل ثلثَ معدلِ ضرباتِ القلبِ لشخصٍ في غيبوبة. 

لا يملك العلماءُ تفسيراً محدّداً للطريقةِ التي تسمحُ لنا بالحفاظِ على الوعيِ عندَ عمقٍ كبيرٍ كهذا، ولكنّ غريزةَ البقاءِ لدينا قادرةٌ على القيام بأمورٍ عظيمةٍ عندما تكون متعلقةً بالموت أو الحياة. وهذه آليةٌ مناسبةٌ بالتأكيدِ للحفاظِ على حياتِنا في مثل تلكَ الظروفِ، ولكننا لن نستطيعَ الصمودَ طويلاً.

ثانيا: الكثافة

لمعرفة معنى مصطلح الكثافة، يجب في البداية معرفة معاني مصطلحات الكتلة والحجم؛ فمقدار ما في الجسم من مادة يُسمّى بالكتلة، والوحدة التي تُقاس بها هي الغرام (جم) أو الكيلوغرام (كجم)، ويُمكن قياسها بالميزان، ومقدار الحيز الذي تشغله هذه المادة يُسمى بالحجم، ووحدة قياسه سم3 أو م3. أما الكثافة فهي كتلة المادة لوحدة الحجم، والوحدة التي تُقاس بها (جم/سم3) أو (كجم/م3)؛ إذ إنّ كثافة المواد تختلف عن بعضها البعض.

قانون الكثافة

الكثافة = الكتلة/الحجم، وبالرموز: ث= ك/ح.

العوامل التي تؤثر على الكثافة:

حسب قانون الكثافة المذكور أعلاه، نستنتج أنّ الكثافة تعتمد على الحجم والكتلة؛ فالحجم متغير، وبالتالي تتغيّر الكثافة بتغير الحجم لأنّ العلاقة بينهما عكسية، فكلما قل الحجم زادت الكثافة (مع بقاء الكتلة ثابتة)، وهنالك عدة عوامل تؤثّر على الكثافة، ومنها:

1- الضغط: إنّ جزيئات الجسم تقترب من بعضها البعض كلما زاد الضغط عليها لأنّ الجسم المضغوط يقلّ حجمه، وبما أنَّ الحجم يتناسب عكسياً مع الكثافة والضغط، فكلما زاد الضغط على جسم ما تزداد كثافته (علاقة طردية بين الكثافة والضغط).

2- الحرارة: إذا تم تسخين جسم ما تزداد حرارته؛ ممّا يُؤدّي الى تحرك جزيئاته وتباعدها عن بعضها البعض، وبهذا يزداد حجمه، وبما أنَّ الحجم يتناسب عكسياً مع الكثافة وطردياً مع الحرارة، فإن الحرارة تتناسب عكسياً مع الكثافة.

 إذا استطاع الباحث تحديد الضغط ودرجة الحرارة المؤثرة على مادة ما، فإنّه يستطيع تحديد كثافتها، فالمواد الغازية أقل كثافة لأنّ جزيئاتها متباعدة عن بعضها البعض، وبهذا فإن حجمها يزيد وتقل كثافتها كون العلاقة بينهما عكسية، أمّا المواد السائلة فهي أعلى كثافة من المواد الغازية، والمواد الصلبة هي الأعلى كثافة من السائلة والغازية، والسبب في ذلك أنَّ جزيئاتها متقاربة مع بعضها البعض، وبالتالي حجمها يقل وتزداد كثافتها تلقائياً.

مما سبق يتبين لنا أن هناك بالفعل قوة تسمى:

الضغط الجوي: وهو وزن عمود الهواء على وحدة المساحات.

وهذا الضغط يقل كلما ارتفعنا عن سطح البحر

وهناك ضغط للسوائل ونخص الماء وهو يؤثر على الأجسام المغمورة كل 10متر غطس يزداد الضغط على الجسم بمقدار 1ضغط جوي.

أما الكثافة فهي كتلة الجسم مقسومة على حجمه.

والكثافة تتناسب طرديا مع كلا من الكتلة والضغط وتتناسب عكسيا مع كلا من الحجم والحرارة.

ومن معرفة التناسب الطردي بين الكثافة والضغط يمكننا أن نستنتج تلك الحقيقة والتي سنكتشف أنها هي المحرك الرئيسي للأجسام:

حقيقة تدرج الكثافة رأسيا ... فكثافة الهواء تقل كلما اتجهنا للأعلى فوق مستوى البحر وكثافة الماء تزداد كلما اتجهنا لأسفل من مستوى البحر.

وهكذا بمعرفة ذلك ومعرفة أن الكثافات المتساوية تقف عن نفس الأرتفاعات وهذا ما يفسر ما يلي:

ارتفاع بالون ممتلئ بغاز الهيليوم (كثافة الهيليوم أقل من كثافة الهواء)

فكرة المنطاد والذي يملأ أما بهواء يتم تسخينه (كثافة الهواء الساخن أقل من كثافة الهواء البارد) أو يملأ بغاز الهيليوم .... فينطلق المنطاد مرتفعا بضغط الهواء إلى الأعلى حتى تتساوى كثافته مع كثافة أحد الطبقات العليا للهواء فلا يرتفع ويثبت عند هذا الارتفاع.

وعلى الجانب الأخر فإن أي جسم كثافته أكبر من كثافة الهواء يدفعه ضغط الهواء للأسفل أما للأرض أو للماء.

 في الماء نفس الأمر يحدث:

إذا كان الجسم كثافته أقل من كثافة الماء دفعه ضغط الماء للأعلى ليطفو فوق سطح الماء كالخشب والمطاط والبلاستيك  وإذا كانت كثافته أكبر من كثافة الماء كالطوب والاسمنت والمعدن دفعه ضغط الماء للأسفل ليغوص تحت الماء .... فالأمر لا يتعدى كونه تدرج كثافات لذلك عند السباحة يقلل الإنسان كثافته ليطفو فوق الماء حيث يفرد الإنسان جسمه لتتوزع كتلته على حجم أكبر فتقل كثافته فيدفعه ضغط الماء للأعلى فيطفو أما لو كان الإنسان في وضع الوقوف فإن كثافته تكون كبيرة حيث تتوزع كتلته على حجم صغير وهي مشط القدمين فتزداد كثافته فيدفعه ضغط الماء إلى أسفل ليغوص في الماء ... هذا كل ما في الأمر بعيدا عن وجود ما يسمى بالجاذبية 

 أما بالنسبة للأرض فمن نعم الله علينا أن جعلها مهادا ومستقرا وقرارا وجعل كثافتها أكبر من كثافة من عليها من مخلوقات ولو كانت كثافتها أقل لابتلعتنا الأرض وهذا يحدث بالفعل في بعض المناطق القليلة على سطح الأرض. ... هل يعلم أحد أين هذه المناطق التي تبتلع من يقف عليها؟؟؟🤔

 هذه المناطق هي الرمال المتحركة .. تقل فيها الكثافة فتبتلع الرمال من يقف عليها ويغوص بداخلها حتي يموت إلا أن يفرد جسمه كأنه يسبح حتى يقلل من كثافته فيظل طافيا على الرمال  ..... كل هذا يدل على تلك السنة الكونية سنة تدرج الكثافة.🤓🤓🤓

يتبع

السابق
التفسير العلمي الصحيح لسقوط الأجسام على الأرض الجزء الأول
التالي
التفسير العلمي الصحيح لسقوط الأجسام على الأرض الجزء الثاني

0 تعليقات

أضف تعليقا

اترك تعليقاً