قوة الطرد المركزية

قد تكون كلمات العنوان مألوف بالنسبة لك، ولكن ليس الجميع يدرك ما هي قوة الطرد المركزية هذه، ولكي نبسطها سننطلق لرحلةٍ عبر الفضاء لكي نرى تأثيرها، ونستوعب أهميتها، بالأخصّ وأنها قوة وهمية، هل أنت مستعد؟ إذن فلننطلق.

تخيل نفسك الآن تخرج من الغلاف الجوي للأرض، وها أنت ذا تبتعد شيئًا فشيئًا حتى رأيت الأرض من بعيد، وأصبحت بقية الكواكب الموجودة بالمجموعة الشمسية في متناول بصرك، هل تلاحظ شيئًا؟ حسنًا، ستلاحظ أن كواكب المجموعة الشمسية جميعا تدور حول الشمس، بفعل جاذبية نجم الشمس الكبيرة، ولكنها لا تقترب من الشمس إلا بمسافةٍ محددةٍ لكل كوكب، وكأنما هنالك ما يمنع هذه الكواكب من الاقتراب أكثر.

بالطبع؛ ذاك الأمر يحميها من خطر الشمس، فإذا اقتربت هذه الكواكب من الشمس ووقعت في مركز الشمس، فإنها ستُدمر، أي أنّ ما يحمي الكواكب من الشمس هو عنوان مقالنا هذا (قوة الطردة المركزية)، فلنستفيض الآن ببعض المعلومات المفيدة عنها.

عبارةً عن قوةٍ وهميةٍ تنشأ كرد فعل مقابل لقوة الجذب المركزية، مثل تلك القوة التي تبقي الجسم في مسارٍ دائريٍّ، تمامًا كوجود الكواكب حول الشمس دون أن تسقط في مركز جذب الشمس.

إنه عالم الفيزياء الإنجليزي المعروف إسحق نيوتن، إليك نبذة بسيطة عن حياته. ولد إسحاق نيوتن في 4 يناير عام 1643 م، في لندن، وكان والده مزارعًا، وقد توفي والده قبل ولادة إسحاق بأشهرٍ قليلة، وظهر تفوقه الدراسي، واستطاع أن يجتاز اختبارات الجامعة ودخل جامعة كامبريج في يونيو عام 1661 م، ومن هنا بدأ مشواره العلمي الذي أثمر عن عدة نظريات أهمها نظرية الجاذبية، والتي خلدت ذكراه في تاريخ العلم. تُوفي نيوتن في 31 مارس عام 1727 م.

متى اكتشف نيوتن قوة الطرد المركزية!؟

في عام 1666 م، عندما حدثت قصة التفاحة الشهيرة، وبدأ نيوتن يتساءل حول سبب وقوعها وعدم رفعها، وتوصل إلى مفهوم الجاذبية، فلم يضع تركيزه على الجاذبية فقط، وتساءل، إذا كان هناك أجسامٌ تنجذب لأجسامٍ أخرى أكبر في الكتلة، فلمَ لا تصطدم الشمس بالكواكب؟ نعم، توجد قوة جذب مركزية تشد الكواكب حول الشمس، لكن لا يمكن تجاهل القوة التي تبقي هذه الكواكب على مسافاتٍ مختلفةٍ من الشمس، وهنا جاء نيوتن بمصطلحٍ آخر يعبر عن قوة تعاكس قوة الجذب المركزية، وأطلق عليها (قوة الطرد المركزي) وهي قوةٌ تعاكس قوة الجذب في المقدار وفي الاتجاه.

يمكن حساب القوة الطاردة المركزية من خلال القانون التالي:

Fc = −mv^2/r

حيث إنّ Fc هي القوة الطاردة المركزية، m هي كتلة الجسم، v هي سرعة دوران الجسم، r هي نصف قطر الدائرة التي تمثل المسافة بين الجسم، والمركز، ومن ذلك القانون يتضح أن قوة الطرد المركزية تتأثر بعدة عواملٍ منها كتلة الجسم، والمسافة بين المركز والجسم، وأيضا سرعة دوران الجسم.

توجد العديد من التطبيقات للقوة الطاردة المركزية في حياتنا اليومية، قد تكون تستخدمها ولكنك لا تعرف أن هذه ما تسمى القوة الطاردة المركزية، إليك بعض من هذه التطبيقات.