حل اسئلة تطبيق المفاهيم

تطبيق المفاهيم:

30. كرة التنس. قوة الجاذبية التي تؤثر في جسم ما قرب سطح الأرض تتناسب مع كتلة الجسم، يبين الشكل 19-7 كرة تنس وكرة تنس طاولة في حالة سقوط حر، لماذا لا تسقط كرة التنس بسرعة أكبر من كرة تنس الطاولة؟

لا يعتمد التسارع على كتلة الجسم حيث تحتاج الأجسام ذات الكتلة الأكبر الى قوة أكبر لتتسارع بالمعدل نفسه.

31. ما المعلومات التي تحتاج إليها لإيجاد كتلة المشتري باستعمال صيغة نيوتن للقانون الثالث لكبلر؟

يجب أن تعرف الزمن الدوري ونصف قطر المدار لأحد الأقمار على الأقل.

32. قرّر إذا كان كل مدار من المدارات الموضحة في الشكل 20-7 مداراً ممكناً لكوكبٍ ما أم لا.

d هو المدار الممكن فقط، أمّا في a وb فلا تكون الشمس في البؤرة، وفي c فإنّ الكوكب ليس في مدار حول الشمس.

33. يجذب كلٌّ من القمر والأرض الآخر، فهل تجذب الأرض ذات الكتلة الأكبر القمرَ بقوة أكبر من قوة جذب القمر لها؟ فسّر ذلك.

لا؛ حيث إن القوتين تمثلان كلاًّ من الفعل ورد الفعل، وتبعاً للقانون الثالث لنيوتن فهما متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه.

34. ماذا يحدث للثابت G إذا كانت كتلة الأرض ضعف قيمتها، وبقي حجمها ثابتاً؟

لا يتغير؛ لأن الثابت G ثابت كوني لا يعتمد على كتلة الأرض، أما قوة جذبها فإنها ستتضاعف.

35. إذا ارتفع مكوك فضاء إلى مدار أبعد من مداره، فماذا يحدث لزمنه الدوري؟

إذا زاد نصف قطر المدار يزداد الزمن الدوري.

36. كتلة المشتري أكبر 300 مرة من كتلة الأرض، ونصف قطره أكبر عشر مرات من نصف قطر الأرض، احسب بالتقريب قيمة g على سطح المشتري.

إذا كانت كتلة المشتري أكبر 300 مرة من كتلة الأرض، ونصف قطره أكبر عشر مرات من نصف قطر الأرض فإن: g ∝ 300/ 10² = 3 ، وعليه فإن قيمة g على المشتري تساوي ثلاثة أمثال قيمتها على الأرض.

37. إذا ضاعفنا كتلة تخضع لمجال الأرض الجاذبي، فماذا يحدث للقوة التي يولدها المجال على هذه الكتلة؟

ستتضاعف أيضاً.