كل جسم يتحرك على سطح الأرض أو على مقربة منه فإنه يخضع لكل من قوة الجاذبية Fg و قوة كوريوليس Fc و قوة الأونترانمون Fe وقد تكون هناك قوى أخرى كقوة الإحتكاك أو قوة الدفع والتي لن نكون بحاجة إليها حالياً وقد نشير إليها لاحقاً .

مجموع هذه القوى الخارجية المطبقة على الجسم يكتب كالتالي :

F = Fg + Fe + Fc

حيث أن Fg هي قوة الجاذبية و Fe و Fc قوى قصورية ناتجة عن وجود الجسم داخل مرجع غير غاليلي :

▪قوة كوريوليس Fc تنتج عن حركة الجسم في مرجع يدور حول نفسه (غير غاليلي) ، وبما أن الأرض تدور حول نفسها أثناء دورانها حول الشمس فإن أي جسم يكون في حركة على الأرض أو على مقربة منها فإنه يخضع لهذه القوة .

▪قوة الأونترانمون Fe تنتج عن عدم غاليلية المرجع الأرضي كذلك بسبب دورانها حول نفسها و حتى لو كان الجسم في حالة سكون على الأرض فإنه يخضع لها ويمكن أن نسميها في حالتنا هذه قوة الطرد المركزي و عند حركة الجسم تنضاف إليها القوة Fc .

Fc = -2mω×Vr

Fe = -mω×ω×r

Fg = G.m.M/r²

حيث أن ω تمثل السرعة الزاوية لدوران الأرض حول نفسها ، Vr السرعة النسبية و هي سرعة الجسم بالنسبة للأرض ، r هي المسافة التي يبعد بها الجسم عن مركز الأرض و الذي يمثل مرجع الحركة و m كتلة الجسم المتحرك .

نعتبر الآن أن الجسم يوجد فوق سطح الأرض و في حالة سكون بالنسبة للأرض ، إذن Vr تكون منعدمة ومنه فإن قوة كوريوليس Fc تصبح هي الأخرى منعدمة .

إذن مجموع القوى الخارجية المطبقة على الجسم هو :
F = Fg + Fe + R

حيث R تمثل تأثير سطح الأرض على الجسم و منه فإنه حسب مبدأ القصور الجسم يوجد في حالة توازن ولهذا فمجموع القوى المطبقة على الجسم منعدم :
Fg + Fe + R = 0

إذن :

Fg + Fe = – R (1)

نطبق مبدأ القصور على جسم في حالة توازن على سطح الأرض باستعمال وزن الجسم P :

P + R = 0

أي :

P = – R (2)

ومن خلال (1) و (2) يتبين أن :

P = Fg + Fe

إذن وزن الجسم ليس هو قوة الجاذبية الأرضية و إنما هو قوة الجاذبية الأرضية زائد القوة القصورية الناتجة عن عدم غاليلية الأرض و التي في حالتنا تمثل قوة الطرد المركزي Fe.

وكما هو معلوم في الفيزياء فإن ما له تأثير ضعيف في مقارنة مع أشياء أخرى يتم إهماله في ظروف وحالات معينة ، و نلاحظ هنا أنه في جميع الحالات سواء كان الجسم في حالة حركة أو في حالة سكون فإن كل من شدة القوتين Fc و Fe مهملتين أمام قوة الجاذبية الأرضية و لهذا لا نشعر بهما ، مما يدفعنا الى القول أن وزن الجسم يساوي تقريباً قوة الجاذبية الأرضية :

P = Fg

لكن يجب أن نعلم أنه في الحالة العامة الوزن لا يعني قوة الجاذبية الأرضية بل فقط عندما نقوم بإهمال القوة القصورية Fe على مقربة من سطح الأرض .

▪ملاحظات

• تجدر الاشارة هنا إلى أن القوى المكتوبة بخط غليظ تمثل متجهات وليست الشدة !
• × : جداء متجهي

▪مصطلحات
Force d’entraînment : قوة أونترانمون
Force de coriolis : قوة كوريوليس
Principe d’inertie : مبدأ القصور
Vitesse angulaire : السرعة الزاوية
Vitesse relative : السرعة النسبية

إعداد : شعيب المستعين

مراجعة لغوية : نادية بوحفص و خولة السطيلي

مراجعة علمية : حسام بنكروم و إسماعيل علوي

تصميم الصور : رشيد هروس

---

مقالات ذات صلة بالموضوع :