تويت
ما السرعة التي تتحرك بها الأرض؟
تتحرك الأرض باستمرار، إذ تدور حول الشمس، وتدور أيضًا حول محورها. إذن، ما سرعة حركة الأرض؟ بكلماتٍ أخرى، ما سرعة دورانها حول محورها؟ ما سرعة دورانها حول الشمس؟ وأبعد من ذلك، ما سرعة دوران النظام الشمسي حول مركز مجرة درب التبانة؟
لنبدأ مع الكوكب نفسه:
تدور الأرض حول محورها مرة واحدة كل 24 ساعة، بدقة أكبر: كل 23 ساعة و56 دقيقة و4 ثواني.
محيط الأرض 40.070 كيلومتر، بتقسيم المسافة على الزمن: يدور الكوكب بسرعة تساوي 1.670 كم/س تقريبًا.
من جهة أخرى، تدور الأرض حول الشمس بسرعة 110.000 كم/س وفقًا لمدونة (اسأل عالِمًا فلكيًا – Ask an Astronomer)، وهي مدونة يديرها علماء الفلك في جامعة كورنيل في إيثاكا، نيويورك. حسبَ العلماء ذلك بأخذ المسافة التي تدور بها الأرض حول الشمس وتقسيمها على طول المدة التي تستغرقها الأرض لإتمام دورة كاملة وهي 365 يومًا تقريبًا.
شرحت هذه المدونة العملية الحسابية: لحساب المسافة التي تقطعها الأرض حول الشمس، كل ما يحتاجه العلماء هو تحديد محيط الأرض، ونعلم أن الأرض تبعد وسطيًا 149.6 مليون كيلومتر عن الشمس، كما نعلم أنها تسير في مسار دائري بشكل عام (في الواقع هو مسار إهليلجي، لكن تطبيق المعادلة على دائرة أبسط)، المسافة بين الشمس والأرض تمثل نصف قطر هذه الدائرة، للحصول على المحيط نطبق المعادلة:
× pi × 2 نصف القطر
أو 2× 3.14 × 149.6 مليون كيلومتر
بمجرد حساب المحيط (مسافة دوران الأرض حول الشمس في دورة كاملة)؛ فيمكن تحديد سرعة الدوران.
النظام الشمسي الذي يضم شمسنا وجميع الأجسام التي تدور حولها؛ يتحرك أيضًا، ضمن مجرة درب التبانة التي بدورها تدور حول مركزها.
قالت كاتي ماك عالمة الفيزياء الفلكية النظرية بجامعة ولاية كارولينا الشمالية: «يعرف العلماء أن درب التبانة تدور حول مركزها بناءً على مشاهدات من نجوم أخرى. إذا بدت النجوم البعيدة جدًا كأنها تتحرك، فالسبب أن النظام الشمسي يتحرك مقارنة بالمواقع النسبية لتلك النجوم البعيدة».
لإسقاط هذه الفكرة على الأرض قالت ماك: «إذا بدأتُ بالمشي يمكنني القول أنني أتحرك، لأن المباني التي أمر بقربها تبدو كأنها تتحرك من الأمام إلى الخلف. وإذا نظرتُ إلى شيء أبعد مثل جبل في الأفق، فإنه يتحرك أبطأ بقليل لأنه أبعد من الأبنية، لكنه ما يزال يتحرك بالنسبة لموقعي».
من طريق دراسة تحركات النجوم الأخرى بالنسبة للشمس، حدد العلماء أن النظام الشمسي يدور حول مركز مجرة درب التبانة بسرعة تعادل 720.000 كم/س تقريبًا.
مجرة درب التبانة بأكملها تُجذب باتجاهات مختلفة بواسطة بنى ضخمة أخرى، كالمجرات الأخرى والتجمعات المجرية. تمامًا مثل ما يمكن للعلماء معرفة أن النظام الشمسي يتحرك بناءً على الحركة النسبية لنجوم أخرى؛ يمكنهم استخدام الحركة النسبية للمجرات الأخرى لتحديد مدى سرعة حركة درب التبانة عبر الكون.
قالت ماك: «بالرغم من أن كل شيء يتحرك طوال الوقت، لا تشعر الكائنات الحية على سطح الأرض بذلك، لنفس السبب الذي يجعل الركاب على متن طائرة لا يشعرون بأنهم ينطلقون في الهواء بسرعة مئات الكيلومترات في الساعة».
عندما تقلع الطائرة يشعر الركاب بتسارع حركتها وهي تتحرك على المدرج وتزيد من سرعتها ثم ترتفع، ذلك الشعور بالثقل يسببه التغير السريع في سرعة الطائرة، لكن حالما تقلع الطائرة وتحلق في الارتفاع المطلوب، لن يشعر الركاب بسرعة مئات الكيلومترات في الساعة، لأن السرعة تكون ثابتة.
لن يشعر المسافرون بالسرعة، لأنهم في الواقع يتحركون بنفس سرعة واتجاه الطائرة، لا توجد حركة نسبية، الطريقة الوحيدة التي يمكن للركاب من خلالها أن يلاحظوا حركتهم وحركة الطائرة هي بالنظر عبر النافذة إلى المشهد الطبيعي بجانبهم.
بالنسبة للبشر الذين يقفون على سطح كوكبنا، لا يشعرون بالأرض وهي تدور بسرعة حول الشمس، لأنهم يدورون حول الشمس بالسرعة نفسها.
- 9 يوليو 2021
- 5,310
- 11
تتحرك الأرض باستمرار، إذ تدور حول الشمس، وتدور أيضًا حول محورها. إذن، ما سرعة حركة الأرض؟ بكلماتٍ أخرى، ما سرعة دورانها حول محورها؟ ما سرعة دورانها حول الشمس؟ وأبعد من ذلك، ما سرعة دوران النظام الشمسي حول مركز مجرة درب التبانة؟لنبدأ مع الكوكب نفسه:
تدور الأرض حول محورها مرة واحدة كل 24 ساعة، بدقة أكبر: كل 23 ساعة و56 دقيقة و4 ثواني.
محيط الأرض 40.070 كيلومتر، بتقسيم المسافة على الزمن: يدور الكوكب بسرعة تساوي 1.670 كم/س تقريبًا.
من جهة أخرى، تدور الأرض حول الشمس بسرعة 110.000 كم/س وفقًا لمدونة (اسأل عالِمًا فلكيًا – Ask an Astronomer)، وهي مدونة يديرها علماء الفلك في جامعة كورنيل في إيثاكا، نيويورك. حسبَ العلماء ذلك بأخذ المسافة التي تدور بها الأرض حول الشمس وتقسيمها على طول المدة التي تستغرقها الأرض لإتمام دورة كاملة وهي 365 يومًا تقريبًا.
شرحت هذه المدونة العملية الحسابية: لحساب المسافة التي تقطعها الأرض حول الشمس، كل ما يحتاجه العلماء هو تحديد محيط الأرض، ونعلم أن الأرض تبعد وسطيًا 149.6 مليون كيلومتر عن الشمس، كما نعلم أنها تسير في مسار دائري بشكل عام (في الواقع هو مسار إهليلجي، لكن تطبيق المعادلة على دائرة أبسط)، المسافة بين الشمس والأرض تمثل نصف قطر هذه الدائرة، للحصول على المحيط نطبق المعادلة:
× pi × 2 نصف القطر
أو 2× 3.14 × 149.6 مليون كيلومتر
بمجرد حساب المحيط (مسافة دوران الأرض حول الشمس في دورة كاملة)؛ فيمكن تحديد سرعة الدوران.
النظام الشمسي الذي يضم شمسنا وجميع الأجسام التي تدور حولها؛ يتحرك أيضًا، ضمن مجرة درب التبانة التي بدورها تدور حول مركزها.
قالت كاتي ماك عالمة الفيزياء الفلكية النظرية بجامعة ولاية كارولينا الشمالية: «يعرف العلماء أن درب التبانة تدور حول مركزها بناءً على مشاهدات من نجوم أخرى. إذا بدت النجوم البعيدة جدًا كأنها تتحرك، فالسبب أن النظام الشمسي يتحرك مقارنة بالمواقع النسبية لتلك النجوم البعيدة».
لإسقاط هذه الفكرة على الأرض قالت ماك: «إذا بدأتُ بالمشي يمكنني القول أنني أتحرك، لأن المباني التي أمر بقربها تبدو كأنها تتحرك من الأمام إلى الخلف. وإذا نظرتُ إلى شيء أبعد مثل جبل في الأفق، فإنه يتحرك أبطأ بقليل لأنه أبعد من الأبنية، لكنه ما يزال يتحرك بالنسبة لموقعي».
من طريق دراسة تحركات النجوم الأخرى بالنسبة للشمس، حدد العلماء أن النظام الشمسي يدور حول مركز مجرة درب التبانة بسرعة تعادل 720.000 كم/س تقريبًا.
مجرة درب التبانة بأكملها تُجذب باتجاهات مختلفة بواسطة بنى ضخمة أخرى، كالمجرات الأخرى والتجمعات المجرية. تمامًا مثل ما يمكن للعلماء معرفة أن النظام الشمسي يتحرك بناءً على الحركة النسبية لنجوم أخرى؛ يمكنهم استخدام الحركة النسبية للمجرات الأخرى لتحديد مدى سرعة حركة درب التبانة عبر الكون.
قالت ماك: «بالرغم من أن كل شيء يتحرك طوال الوقت، لا تشعر الكائنات الحية على سطح الأرض بذلك، لنفس السبب الذي يجعل الركاب على متن طائرة لا يشعرون بأنهم ينطلقون في الهواء بسرعة مئات الكيلومترات في الساعة».
عندما تقلع الطائرة يشعر الركاب بتسارع حركتها وهي تتحرك على المدرج وتزيد من سرعتها ثم ترتفع، ذلك الشعور بالثقل يسببه التغير السريع في سرعة الطائرة، لكن حالما تقلع الطائرة وتحلق في الارتفاع المطلوب، لن يشعر الركاب بسرعة مئات الكيلومترات في الساعة، لأن السرعة تكون ثابتة.
لن يشعر المسافرون بالسرعة، لأنهم في الواقع يتحركون بنفس سرعة واتجاه الطائرة، لا توجد حركة نسبية، الطريقة الوحيدة التي يمكن للركاب من خلالها أن يلاحظوا حركتهم وحركة الطائرة هي بالنظر عبر النافذة إلى المشهد الطبيعي بجانبهم.
بالنسبة للبشر الذين يقفون على سطح كوكبنا، لا يشعرون بالأرض وهي تدور بسرعة حول الشمس، لأنهم يدورون حول الشمس بالسرعة نفسها.