كيف تشرح الجاذبية لطفل

"إنه يجعل الأشياء تسقط" ، قد يجيب الأطفال إذا سألتم عما تفعله الجاذبية. قد يواجهون صعوبة أكبر في إخبارك ما هي هذه القوة الغامضة في الواقع. لا يفهمها العلماء تمامًا أيضًا ، ولكن بعبارات بسيطة ، الجاذبية هي قوة جذب غير مرئية تجعل الأشياء تتحرك باتجاه بعضها البعض. ومع ذلك ، فإن Voyager 1 ، التي تم إطلاقها في عام 1977 ، قد نجت من قوة الجاذبية الأرضية وهي دليل مرئي على أن ما يرتفع ليس بالضرورة أن يعود إلى أسفل.

كل كائن له كتلة ، وهي خاصية أساسية تقيس كمية المادة التي يمتلكها الكائن. ما لم يقترب الجسم من سرعة الضوء ، فإن كتلته لا تتغير. مع زيادة كتلة الجسم ، تزداد قوة جاذبيته.

هذا هو السبب في أن الأجسام الكبيرة جدًا ، مثل كوكب المشتري ، لديها قوة جاذبية أكبر من القمر ، وهو جسم سماوي أصغر بكثير. أخبر الأطفال أنهم يزنون على الأرض أكثر من وزنهم على القمر بسبب الاختلافات في جاذبية هذين الجسمين.

لاحظ أن الكثافة يمكن أن تلعب أيضًا دورًا في وزنك على كوكب مختلف. إذا كان الكوكب أقل كثافة ، فلا يمكنك الاقتراب من قوة الجاذبية الكلية لكل كتلته. خذ زحل على سبيل المثال. على الرغم من حقيقة أن كتلة زحل تساوي 100 ضعف كتلة الأرض ، إلا أن وزنك على كوكب زحل سيكون تقريبًا كما هو على كوكب منزلك. وذلك لأن كثافة زحل أقل من كثافة الماء.

قد تبدو الكواكب مثل النجوم الصغيرة المتلألئة للأطفال ، على الرغم من أنها أجسام كبيرة تتحرك عبر الفضاء تحت تأثير الجاذبية. تنوير الأطفال من خلال عرض نموذج مصغر للنظام الشمسي أو صورة لمن تقع الشمس في مركزه.

تحدث عن كيفية سحب الجاذبية الهائلة لهذا النجم الكواكب تجاهه ، على الرغم من أنها لم تسقط أبدًا في الشمس. تبقى الأجسام في النظام الشمسي في مدار بسبب حركتها حول نجمها. إذا اختفت الشمس فجأة ، فإن الأرض والكواكب الأخرى ستطير إلى الفضاء في اتجاهات مختلفة دون جاذبية الشمس لتحملها.

اجعل مناقشة المدارات والجاذبية أقرب إلى المنزل من خلال وصف كيفية دوران الأقمار الصناعية حول الأرض بالطريقة التي تدور بها الأرض والكواكب الشقيقة حول الشمس. نظرًا لأن الأرض كبيرة وذات كتلة ، فإن لديها مجال جاذبية قوي يتسبب في سقوط الأجسام باتجاه مركزها بنفس الطريقة التي تسقط بها التفاحة المنفصلة على الأرض من الشجرة.

تعد محطة الفضاء الدولية - التي ربما شاهدها الطفل على شاشة التلفزيون - أحد الأمثلة الشائعة على كائن يتحرك بسرعة حول الكوكب أثناء سقوطه في نفس الوقت. القمر هو جسم آخر يسقط حول الأرض كل 27 يومًا تقريبًا. تسبب الجاذبية جنبًا إلى جنب مع سحب الشمس على مياه الأرض حدوث المد والجزر.

إذا كانت جاذبية الأرض تسحب الأجسام نحوها ، فستعتقد أنك ترى كواكب تتجه نحو الشمس والأقمار الصناعية تتجه نحو الأرض. لا يحدث ذلك لأن الأجسام الموجودة في المدار تتحرك بسرعة كافية بزوايا قائمة على الكوكب "لتسقط" حول الجسم الذي يدور حوله.

ساعد الطفل على فهم هذا المفهوم المهم من خلال مطالبته بتدوير شيء حول رأسه على خيط. يسحب الخيط - الجاذبية - الجسم تجاه الطفل بينما تسحبه الحركة الأمامية للجسم - أو السرعة - للخارج ويمنعه من الانجراف إلى الداخل بالكامل بواسطة الخيط. اطلب من الطفل أن يتوقف عن تدوير الشيء ولاحظ كيف أنه بدون حركة للأمام ، يتباطأ الجسم ويسقط في النهاية.

اكتشف السير إسحاق نيوتن ، العالم اللامع ، العديد من الأشياء المهمة حول الجاذبية والحركة. على سبيل المثال ، وجد أن قوة الجاذبية بين جسمين تتناسب عكسًا مع مربع المسافات بين مركزيهما. بمعنى آخر ، إذا كان الطفل يقف على قمة جبل إيفرست ، فإن قوة الجاذبية بينها وبين مركز الأرض تكون أقل مما كانت عليه عندما تقف على الأرض.

يمكن للمقاييس شديدة الحساسية اكتشاف الفروق الدقيقة في الوزن بين كائن يتحرك بين ارتفاعين مختلفين. تتسارع الأجسام أيضًا بمعدل ثابت عندما تسقط نحو الأرض. عندما يسقط الطفل شيئًا من مبنى شاهق ، فإنه يزيد من سرعته مع مرور كل ثانية.