وقف عادل في نافذة منزله يأكل خوخة، سقطت الخوخة من يده، فراح يراقبها حتى اصطدمت بالأرض. خطرت لعادل فكرة، أحضر قطعتين من الحجارة مختلفتي الوزن وأسقطهما من النافذة معاً في نفس اللحظة. ولاحظ أنهما اصطدمتا بالأرض في لحظة واحدة. تعجب عادل وذهب إلى والده وسأله: “كيف يمكن لحجرين مختلفي الوزن عند إسقاطهما من نفس الارتفاع أن يصلا إلى الأرض في نفس اللحظة؟”
شرح والده
قال له والده: “لا تعجب يا عادل، نفس هذه الفكرة خطرت للعالم الشهير أرسطو. فقد كان يظن أن الأجسام الثقيلة إذا سقطت من نفس الارتفاع تصل إلى الأرض قبل الأجسام الخفيفة بتأثير الجاذبية الأرضية. إلى أن جاء العالم الإيطالي الشهير جاليليو في سنة 1590م، وأثبت أنه عند إسقاط جسمين مختلفي الوزن من نفس الارتفاع، فإنهما يصطدمان بالأرض في نفس اللحظة.”
الثبات الجاذبية الأرضية
أضاف والده: “من ذلك نستنتج يا عادل أن الأجسام مهما اختلف وزنها إذا سقطت من مكان مرتفع تزداد سرعتها بانتظام. وتصل إلى أقصى سرعة لها عندما تصطدم بالأرض، وذلك بتأثير الجاذبية الأرضية. نرمز للجاذبية بالحرف (ج). واعلم يا عادل أن قيمة الجاذبية الأرضية ثابتة نحو جميع الأجسام، سواء كانت ثقيلة أو خفيفة. ولا تختلف الجاذبية الأرضية إلا بمقدار ضئيل جداً عند خط الاستواء والقطبين الشمالي والجنوبي.”
تعيين مقدار الجاذبية
وتابع والده: “نستطيع يا عادل تعيين مقدار الجاذبية الأرضية بطريقة بسيطة جداً، بأن نحضر إناء به ماء وبأسفله صنبور، بحيث يسمح الصنبور بسقوط قطرة من الماء كل فترة زمنية محددة. نضع إناء الماء بحيث تكون المسافة بين فوهة الصنبور والوعاء الذي تسقط فيه قطرات الماء تساوي متراً واحداً.”
حساب الزمن
“نتحكم في زمن تساقط قطرات الماء من الصنبور بحيث يتم اصدام قطرة الماء بسطح الماء في الوعاء عند بدء سقوط قطرة الماء التالية من فوهة الصنبور. نحسب الزمن الذي تستغرقه قطرة الماء في قطع المسافة الرأسية التي تساوي متراً واحداً. لضمان قياس زمن سقوط قطرة ماء واحدة بدقة، نحسب الزمن اللازم لسقوط مائة قطرة متتالية ونقسم الناتج على ١٠٠، فنحص على زمن سقوط القطرة الواحة.”
معادلة الجاذبية الأرضية
“بذلك نستطيع حساب مقدار الجاذبية الأرضية من المعادلة التالية: الجاذبية الأرضية (ج) = 2 المسافة (2 ف) / مربع الزمن بالثانية (ث)² فيكون الناتج هو 9.83 متر/ثانية². وهي قيمة الجاذبية الأرضية على جميع الأجسام عند سقوطها الحر.”
