وضع تلفاز كتلته 7.50 kg على ميزان نابض إذا كانت قراءة الميزان 78.4 N فما تسارع الجاذبية الأرضية في ذلك المكان

السؤال: وضع تلفاز كتلته 7.50 kg على ميزان نابض إذا كانت قراءة الميزان 78.4 N فما تسارع الجاذبية الأرضية في ذلك المكان

الإجابة: 10.5 m/s²

شرح الإجابة:

عند تحليل هذا السؤال، نبدأ أولاً بفهم العلاقة الفيزيائية التي تربط بين الوزن والكتلة وتسارع الجاذبية. الوزن ليس سوى القوة الناتجة عن تأثير الجاذبية على كتلة الجسم، ويُحسب باستخدام العلاقة:

الوزن = الكتلة × تسارع الجاذبية

في هذا السياق، الميزان النابض يقيس مقدار القوة العمودية التي يؤثر بها الجسم عليه، وهي تعادل وزن الجسم في حالة السكون. وبما أن قراءة الميزان كانت 78.4 نيوتن، فإن هذه القيمة تمثل القوة الناتجة عن الجاذبية الأرضية على كتلة التلفاز.

ننتقل الآن إلى تطبيق قانون نيوتن الثاني، الذي ينص على أن القوة تساوي الكتلة مضروبة في التسارع. لكن بما أن القوة هنا هي الوزن، فإن التسارع المقصود هو تسارع الجاذبية الأرضية، والذي نرمز له بالرمز g.

نستخدم المعادلة التالية لاستخراج قيمة g:

g = القوة ÷ الكتلة

g = 78.4 ÷ 7.50

g = 10.453333… m/s²

وبتقريب الناتج إلى منزلة عشرية واحدة، نحصل على:

g ≈ 10.5 m/s²

هذا الرقم يعكس تسارع الجاذبية الأرضية في الموقع الذي أجري فيه القياس. ومن اللافت للنظر أن هذه القيمة أعلى قليلاً من القيمة القياسية المعروفة لتسارع الجاذبية الأرضية، والتي تبلغ تقريباً 9.81 m/s². هذا الفرق الطفيف قد يكون ناتجاً عن عوامل جيولوجية أو اختلافات في الارتفاع أو الكثافة المحلية للكتلة الأرضية في ذلك المكان.

إقرأ أيضا:في أحد أيام الصيف بلغت درجة الحرارة الساعة الثامنة صباحا 25 س وفي الساعة العاشرة صباحا بلغت 37 س أوجد معدل تغير درجة الحرارة بالدرجات لكل ساعة

من المهم أن يدرك الطالب أن تسارع الجاذبية ليس قيمة ثابتة تماماً في كل مكان على سطح الأرض، بل يتأثر بعوامل متعددة مثل شكل الأرض غير الكروي، والارتفاع عن سطح البحر، وتوزيع الكتل الجيولوجية تحت السطح. لذلك، فإن استخدام الميزان النابض في هذا النوع من القياسات يُعد وسيلة عملية لفهم تأثير الجاذبية في المواقع المختلفة، ويعزز قدرة الطالب على الربط بين المفاهيم النظرية والتطبيقات الواقعية.

إقرأ أيضا:حل لغز رجل طلق زوجته ولا يجب عليها أن تحتجب عنه ولا يحرم عليها مؤاكلته ومجالسته والحديث معه وليس في المسألة رضاع

وبهذا، نكون قد استنتجنا تسارع الجاذبية الأرضية بدقة، مستخدمين أدوات رياضية بسيطة، ومنطلقين من ملاحظة تجريبية مباشرة، مما يرسّخ الفهم العلمي العميق للمفاهيم الفيزيائية الأساسية.