السؤال: ما وزن مجس فضائي كتلته 225kg على سطح القمر مع افتراض أن مقدار تسارع الجاذبية على القمر 1.62 m/s²
شرح الإجابة:
لفهم كيفية حساب وزن المجس الفضائي على سطح القمر، لا بد أولاً من التمييز بين مفهومي “الكتلة” و”الوزن”. الكتلة هي مقدار المادة في الجسم وتبقى ثابتة في أي مكان في الكون، بينما الوزن هو القوة الناتجة عن تأثير الجاذبية على تلك الكتلة، ويتغير حسب موقع الجسم بالنسبة للجرم السماوي الذي يؤثر عليه بالجاذبية.
نبدأ بتطبيق القانون الفيزيائي الأساسي الذي يربط بين الوزن والكتلة والتسارع، وهو:
الوزن = الكتلة × تسارع الجاذبية
وبما أن الكتلة المعطاة هي 225kg، وتسارع الجاذبية على سطح القمر هو 1.62m/s²، فإن:
225 × 1.62 = 364.5 نيوتن
وبتقريب الناتج إلى أقرب عدد صحيح نحصل على:
الوزن = 364 نيوتن
هذا الحساب يوضح أن وزن المجس على سطح القمر أقل بكثير من وزنه على سطح الأرض، حيث تبلغ الجاذبية الأرضية 9.81m/s². لو أُجري نفس الحساب على الأرض، لكان الوزن:
225 × 9.81 = 2207.25 نيوتن
وهنا يظهر الفرق الكبير بين القيمتين، مما يعكس أن الجاذبية القمرية لا تتجاوز سدس الجاذبية الأرضية تقريباً. هذا الانخفاض في الوزن لا يعني أن المجس أصبح أخف من حيث الكتلة، بل إن القوة التي تؤثر عليه نحو الأسفل أصبحت أقل، وهو ما يفسر سهولة الحركة على سطح القمر مقارنة بالأرض.
إقرأ أيضا:اكتب معادلة الحد النوني للمتتابعة الحسابية -2 ، 1 ، 4 ، 7 ، 10 ، 13 ، ……من زاوية أخرى، هذا المثال يفتح الباب لفهم أعمق حول كيفية تصميم المركبات الفضائية والمجسات، إذ يجب أن تأخذ الكتلة والوزن في الاعتبار عند الانتقال بين الأجرام السماوية. فكلما قلّت الجاذبية، قلّ الوزن، مما يؤثر على أداء الأجهزة، وتوازنها، وحتى طريقة هبوطها أو تحركها.
إقرأ أيضا:يسمى انبعاث الالكترونات عند سقوط اشعاع كهرومغناطيسي على جسم بوبذلك، فإن الإجابة الدقيقة والمبنية على أساس علمي واضح هي أن وزن المجس الفضائي على سطح القمر يبلغ 364 نيوتن، وهي نتيجة ناتجة عن تطبيق مباشر لقانون نيوتن الثاني، وتُظهر بوضوح العلاقة بين الكتلة والجاذبية في بيئة فضائية مختلفة عن الأرض.