כח כבידה

עמוד:110

שליליים , ולפעמים מושך אותם זה אל זה , כאשר האחד מהם חיובי והאחר שלילי . לכח החשמלי קשור גם הכח המגנטי , הפועל על מטענים חשמליים הנמצאים בתנועה . שניהם יחד נקראים בשם " הכח האלקטרומגנטי " . כח גרעיני חזק וחלש הכח הגרעיני החזק פועל רק בין חלקיקים יסודיים הנמצאים במרחק קטן מאוד זה מזה . זהו הכח המצמיד את הניטרונים והפרוטונים שבגרעין האטום זה אל זה . עצמתו של הכח הגרעיני החזק גדולה מאוד , ואפשר להפיק ממנו אנרגיה רבה , כמו בפצצה גרעינית או בכור גרעיני . הכח הגרעיני החלש הוא , כפי ששמו מעיד עליו , חלש מאוד ביחס לכח החזק . גם הכח הזה פועל רק בין חלקיקים יסודיים הנמצאים במרחק קטן מאוד זה מזה . הכח הגרעיני החלש גורם להתפרקיות רדיואקטיביות מסוג ביתא . בשנים האחרונות מנסים הפיסיקאים למצא תאוריה יסודית שתתאר את כל ארבעת הכחות האלה כפעלות של כח אחד , יסודי יותר . מאמצים אלה הכתרו עד כה בהצלחה חלקית בלבד , כאשר בסוף שנות ה - 60 הצליחו הפיסיקאים לתאר את הכח האלקטרומגנטי ואת הכח הגרעיני החלש כשני הבטים שונים של כח אחד . אטום חלקיקים יסודיים חשמל לח כבידה מגנט מכניקה ניוטון , איזק כח כבידה פח הכבידה ( גרויטציה ) הוא אחד הפחות היסודיים בטבע . זהו לח משיכה הקים בין כל שני חלקיקי חמר ביקום , והוא הגורם לנפילתם של גופים על פני האדמה ולתנועותיהם של גרמי השמים . עצמת כח הכבידה עומדת ביחס ישר למכפלת המסות , וביחס הפוך לרבוע המרחק שביניהם . כח הכבידה ( המכנה גם כח המשיכה וכח הכבד ) הוא הכח הראשון שהתגלה בפיסיקה . גלה אותו המדען האנגלי איזק ניוטון במאה ה - 17 . ניוטון היה הראשון שהבין שיש כח פיסיקלי אחד - כח הכבידה - הגורם גם לנפילתם של גופים כלפי מטה אל האדמה , וגם לתנועותיהם של גרמי השמים , ביניהם תנועת כוכבי הלכת - וכדור הארץ ביניהם - סביב השמש , ותנועת הירח סביב כדיר הארץ . לפני תגליתו של ניוטון , הכירו בני האדם את תופעת הנפילה ואת תנועת כוכבי הלכת , אך לא ידעו שכח אחד גורם לשניהם . על פי ספורו של ניוטון עצמו , נולדה תגלית זו במחו כאשר ישב בגן ותפוח נפל מהעץ על ראשו . תכונות כח הכבידה כפי שניוטון קבע , כח הכבידה הוא כח אוניברסלי , כלומר כח הפועל בין כל שני גופים ביקום , ומושך אותם זה לכוונו של האחר . עצמת כח הכבידה עימדת ביחס ישר למכפלת המסות של שני הגופים , וביחס הפוך לרבוע המרחק ביניהם . לדגמה , נניח ששני גושי חמר מושכים זה את זה בכח מסים . אם מסת אחד הגושים תגדל פי שניים - יגדל הכח ביניהם פי שניים , ואם מסת כל אחד מהם תגדל פי שניים - יגדל הכח פי ארבעה . אם נגדיל את המרחק בין שני הגושים פי שניים - יקטן הכח פי ארבעה , ואם נגדיל את המרחק פי שלושה - יקטן הכח פי תשעה . כח הכבידה הקים בין שתי מסות לא גדולות הוא קטן ביותר , ועל כן אין חשים בו אלא כאשר לפחות אחת המסות גדולה מאוד . כח הכבידה בין שני גושים , שמסת כל אחד מהם היא קילוגרם אחד , והם נמצאים במרחק עשרה סנטימטרים זה מזה , הוא פחות ממשקלה של מיליונית הגרם . גם כאשר אנו נמצאים ליד הר גדול או בסמוך לאניה הטעונה מאות אלפי טונות , אין אנו חשים בכח הכבידה שמסות אלה מפעילות עלינו . אולם אנחנו חשים היטב בכח הכבידה שמפעיל עלינו כדור הארץ , שמסתו היא ששת אלפים מילירדי מילירדים טונות . השפעות לח הכבידה על האדם והיקום בגלל כח הכבידה של כדור הארץ אנחנו הולכים על הקרקע ולא מרחפים בחלל האויר . בזכות כח זה מקף כדור הארץ בשכבת אויר , שבלעדיה אין חיים . על פני הירח כח הכבידה קטן פי ששה מאשר על פני כדור הארץ . חשובים מראים , שאם היתה לירח אי פעם אטמוספרה , היא דלפה והתפזרה אל החלל בגלל כח הכבידה הקטן . כח הכבידה הוא גם הכח המחזיק את כדור הארץ ושאר כוכבי הלכת במסלולים קבועים סביב השמש . בגלל תנועתם המהירה של כוכבי הלכת במסלוליהם , אין הם נופלים אל עבר השמש . עם זאת , כח משיכה זה גורם לכך , שכוכבי הלכת לא יתרחקו מן השמש וינועו סביבה במסלול קבוע שצורתי אליפסה , כלומר מעגל מארך במקצת . אלו כדי לשלוח חלליות אל החלל , יש צורך להתגבר על כוח המשיכה של כדור הארץ . לשם כך משתמשים בטילים רבי - עוצמה . בתצלום נראה שיגור של מעבורת החלל האמריקנית"צ'לנג'ר " הנישאת אל החלל באמצעות טיל גדול . כוח הכבידה גורם לכל הגופים ליפול באותה תאוצה . לדוגמה , בתנאים של ריק שבהם אין חיכוך עם האוויר , יפלו כדור עופרת ונוצה ויגיעו יחד לאדמה . כך הוא הדבר , למשל , על פני הירח , שעליו אין אוויר , על פני כדור חארץ תעכב התנגדות האוויר את הנוצה , ולכן חיא תיפול לאט יותר

קודם  |  הבא