ما هي قوة الجاذبية على الأرض أثناء كسوف الشمس؟

تحت تأثير قوة الجاذبية ، كانت الأرض تدور حول الشمس لبضعة مليارات من السنين. كان القمر يدور حول الأرض لمدة طويلة تقريبًا. أثناء دورانهم ، يصطف بين الحين والآخر الشمس والقمر والأرض. يؤدي تحديد موقع القمر بالضبط بين الشمس والأرض إلى حدوث كسوف للشمس. وعندما تكون الأرض بالضبط بين الشمس والقمر ، يكون هذا خسوفًا للقمر. على الرغم من أن الكسوف يبدو دراماتيكيًا ، إلا أنه ليس له أي تأثير على قوة الجاذبية. الفرق الوحيد في قوة الجاذبية أثناء كسوف الشمس هو أن القمر والشمس كلاهما سحب الأرض من نفس الجانب - لكن هذا لا يحدث فرقًا في أي شيء يمكن قياسه طريق.

كل كائن في الكون يجذب كل كائن آخر في الكون. كان هذا اكتشاف إسحاق نيوتن مع قانون الجاذبية الكونية. إنه بيان رياضي لمقدار قوة الجاذبية. تنص معادلة نيوتن للجاذبية العامة على أن قوة الجاذبية بين جسمين تساوي أ ثابت الجاذبية مضروبًا في كتلة الجسم الأول في كتلة الثاني ، وكلها مقسومة على مربع المسافة بينهم.

يبلغ متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس 150 تريليون متر ، أو 1.5 × 10 ^ 11 مترًا. تبلغ كتلة الشمس 1.99 × 10 ^ 30 كجم ، بينما تزن الأرض 6.0 × 10 ^ 24 كجم. ثابت الجاذبية هو 6.67 × 10 ^ -11 متر ^ 3 / (كيلوجرام - ثانية ^ 2). لذلك تجذب الأرض والشمس بعضهما البعض بقوة تساوي 3.52 × 10 ^ 22 نيوتن. النيوتن وحدة قوة تساوي كيلو متر / ثانية ^ 2. يساوي واحد نيوتن 0.22 من الوحدة الإنجليزية التي نادرًا ما تُستخدم والتي تسمى قوة الجنيه ، لذا فإن 3.52 × 10 ^ 22 نيوتن تساوي 7.9 × 10 ^ 21 رطل-القوة.

متوسط ​​المسافة بين الأرض والقمر 380 مليون متر وكتلة القمر 7.35 × 10 ^ 22 كيلوجرامًا ، وبالتالي فإن القوة بين القمر والأرض هي 2.03 × 10 ^ 20 نيوتن (4.5 × 10 ^ 19) قوة الجنيه). أي أن قوة الجاذبية بين الأرض والقمر هي حوالي نصف بالمائة من القوة بين الأرض والشمس.

أثناء الكسوف الشمسي ، يصطف سحب القمر والشمس بحيث تشعر الأرض بقوة مشتركة تبلغ 3.54 × 10 ^ 22 نيوتن (7.96 × 10 ^ 21 باوند) في اتجاه الشمس. أثناء خسوف القمر ، يسحب القمر في الاتجاه المعاكس للشمس ، مما يخلق قوة صافية تبلغ 3.50 × 10 ^ 22 نيوتن (7.87 × 10 ^ 21 باوند) في اتجاه الشمس.

لوضع هذا في المنظور الصحيح ، خلال عام ، فإن الشكل الإهليلجي لمدار الأرض يجعله أقرب وأبعد عن الشمس. عندما تكون الشمس والأرض أقرب ما يكون ، يكون الجاذبية بينهما 3.67 × 10 ^ 22 نيوتن (8.25 ×) 10 ^ 21 رطل-القوة) ، وعندما يكونون أبعد ما يكون الجاذبية 3.43 × 10 ^ 22 نيوتن (7.71 × 10 ^ 21) قوة الجنيه). أي أن التباين السنوي الطبيعي في قوة الجاذبية على مدار العام هو أكثر من 10 أضعاف التغيير الناتج عن موقع القمر أثناء الكسوف.

ربما يكون السؤال الأكثر إثارة للاهتمام هو تأثير قوة الجاذبية على نفسك أثناء كسوف الشمس. إن شد الشمس عليك حوالي 0.0603 بالمائة من جاذبية الأرض عليك. تبلغ قوة سحب القمر حوالي 0.0003٪ من جاذبية الأرض. لذلك إذا كنت تزن 68 كيلوغرامًا (150 رطلاً) ، في وقت الظهيرة أثناء كسوف الشمس - أو أثناء أي قمر جديد - كان وزنك 0.6 جرامًا (جزء من مائتي أونصة) أقل مما كنت عليه في الظهيرة عندما يكون ممتلئًا القمر.