بتوقيت بيروت - 3/1/2026 2:32:15 PM - GMT (+2 )
لدى المصاعد طريقة غريبة في العبث بإحساسك بالجاذبية. في اللحظة التي يرتفع فيها المصعد إلى أعلى، تشعر به في قدميك. لثانية واحدة، تضغط الأرض بقوة أكبر من المعتاد. عندما يتباطأ المصعد، يخفف هذا الضغط، مما يجعلك أخف وزنًا لفترة وجيزة.
إذا وقفت على ميزان داخل مصعد صاعد، فإن الرقم يقفز. وعندما يتباطأ حتى يتوقف، ينخفض الرقم. وفي الطريق إلى الأسفل، يحدث العكس.
اشترك في النشرة الإخبارية لدينا
اشترك في موقعنا الأسبوعي نشرة أسرار الحياة الصغيرة للحصول على أحدث الألغاز قبل ظهورها على الإنترنت.
الإجابة المختصرة هي أنه يمكنك أن تشعر بالثقل عند نقطتين: عندما يبدأ المصعد في التحرك للأعلى (التسارع لأعلى) وعندما يتباطأ في نهاية رحلة الهبوط (التباطؤ للأسفل). لكن التفسير يعتمد على ما يعنيه “الوزن” فعليًا وما يمكن أن يشعر به جسمك.
“إن كلمة “الوزن” في الفيزياء لها معاني مختلفة” ميغيل موراليسوقال أستاذ الفيزياء بجامعة واشنطن في سياتل لموقع Live Science: وأوضح موراليس أن الوزن يمكن أن يشير في الفيزياء إلى ثلاثة أفكار مرتبطة على الأقل: كتلتك (كمية المادة التي تتكون منها)، أو قوة الجاذبية التي تجذبك، أو مدى قوة دفع المقياس الموجود تحتك للأعلى.
وقال موراليس: “عندما تكون واقفاً ساكناً، يمكن أن تكون هذه الأشياء كلها نفس الشيء”. “ولكن بمجرد أن يبدأ المصعد في زيادة سرعته أو إبطاء سرعته، تحصل على ثلاث إجابات مختلفة. هذا فقط الفيزياء“.
كتلتك لا تتغير أبدًا، مهما فعل المصعد. جاذبية بالقرب من سطح الأرض أيضًا يظل كما هو بين أسفل وأعلى المبنى. ما يتغير هو التعريف الثالث: مدى قوة دفع الميزان للأعلى. وهذا الدفع للأعلى هو ما يقيسه المقياس فعليًا.
النظر إلى الجاذبيةيكشف هذا التمييز عن شيء غير بديهي: “لا يمكنك الشعور بالجاذبية. ولن تتمكن من ذلك أبدًا”. جيسون بارنزوقال أستاذ الفيزياء بجامعة أيداهو لموقع Live Science:
وأشار بارنز إلى رواد الفضاء على متن المركبة الفضائية محطة الفضاء الدولية. وقال: “الجاذبية الفعلية للأرض هناك هي نفسها تقريبًا هنا”. “لكنهم لا يشعرون بذلك.”
وهذا ليس لأن الجاذبية تختفي في المدار. على ارتفاع المحطة (حوالي 250 ميلًا، أو 400 كيلومترًا فوق كوكبنا)، لا تزال جاذبية الأرض على وشك الانهيار. 90% قوي كما هو الحال على السطح. الفرق هو أن رواد الفضاء والمحطة الفضائية في حالة سقوط حر مستمر نحو الأرض.
المحطة تتحرك جانبية في أكثر من 17,000 ميل في الساعة (27,300 كم/ساعة). وعندما يسقط، تنحني الأرض بعيدًا تحته. فبدلاً من الاصطدام بالأرض، يظل يفتقدها. والنتيجة هي سقوط مستمر حول الكوكب.
نظرًا لأن رواد الفضاء والمحطة الفضائية يسقطون معًا بنفس المعدل، فإن الأرضية لا تحتاج أبدًا إلى الضغط عليهم. وهذا الدفع للأعلى هو ما نشعر به فعليًا كوزن (وتسمى أيضًا القوة الطبيعية).
على الأرض، تمنعك الأرض باستمرار من السقوط عن طريق دفعها للأعلى ضدك. في المدار، لا يوجد مثل هذا الدفع. ولا يزال رواد الفضاء تحت تأثير الجاذبية، لكن لا شيء يمنعهم من السقوط. وبدون ضغط الأرض لأعلى، يشعرون بانعدام الوزن.
رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية (في الصورة هنا) في حالة سقوط حر مستمر نحو الأرض، ولهذا السبب يشعرون “بانعدام الوزن”. (حقوق الصورة: ناسا؛ CC BY-NC-ND 2.0) لماذا تجعلك المصاعد تشعر بأنك أثقل أو أخف؟يغير المصعد لفترة وجيزة مدى قوة دفع الأرضية إليك. عندما يبدأ المصعد في الارتفاع، يجب عليه أن يسرعك إلى أعلى أيضًا. وقال بارنز: “للبدء في الصعود، عندها تشعر بالثقل”. “يدفع المصعد إلى الخلف بقوة أكبر من المعتاد من أجل تسريعك إلى الأعلى.”
وفي مصعد مبنى نموذجي، قد يكون هذا التسارع الإضافي حوالي متر واحد في الثانية المربعة. وهذا يعادل تقريبًا عُشر جاذبية الأرض. بالنسبة لشخص يزن عادة 150 رطلاً (68 كيلوجرامًا)، فإن ذلك سيضيف لفترة وجيزة حوالي 10% إلى قراءة الميزان. بدلاً من 150 رطلاً، قد يظهر الميزان حوالي 165 رطلاً (75 كجم).
وصف موراليس نفس التأثير من منظور المقياس. وقال “إن قوة الجاذبية لم تتغير على الإطلاق”. “ولكن الآن، لكي تتمكن من زيادة سرعتك، يجب أن يدفعك شيء ما بقوة أكبر من الجاذبية. وبالتالي فإن وزنك على الميزان سوف يرتفع.”
بمجرد وصول المصعد إلى سرعة ثابتة، يتوقف التسارع. الجاذبية والدفع للأعلى يتوازنان مرة أخرى، ويعود الميزان إلى قراءته الطبيعية، على الرغم من أنك لا تزال تتحرك.
في الأعلى، عندما يتباطأ المصعد حتى يتوقف، يحدث العكس. على الرغم من أنك لا تزال تتحرك للأعلى، إلا أن المصعد يجب أن يتسارع للأسفل قليلاً لإبطائك.
أجرى ألبرت أينشتاين (في الصورة هنا، مع زوجته إلسا في شيكاغو) تجربة فكرية حول كيفية إدراك الجاذبية في صندوق مغلق على الأرض مقابل صندوق مغلق في الفضاء، ولكن على صاروخ. وخلص إلى أن الناس لن يكونوا قادرين على معرفة الفرق. (حقوق الصورة: جورج رينهارت/كوربيس عبر Getty Images)قوة الجاذبية لم تتغير. ولكن نظرًا لأن المصعد يتسارع الآن نحو الأسفل، فلن تحتاج الأرضية إلى الدفع لأعلى بقوة للتحكم في حركتك. ومع انخفاض الدفع نحو الأعلى (القوة العمودية)، تنخفض قراءة المقياس.
قال موراليس: “تشعر أنك تحصل على القليل من الضوء”.
يتكرر نفس النمط في الطريق إلى الأسفل. عندما يتسارع المصعد إلى الأسفل، ستشعر بخفة لأن الأرضية تدفع للأعلى أقل من المعتاد. ولكن عندما يقترب من القاع ويتباطأ حتى يتوقف، ينقلب التسارع إلى الأعلى مرة أخرى، مما يجعلك تشعر بالثقل مرة أخرى.
تبين أن هذه التجربة اليومية مرتبطة بواحدة من أهم الأفكار في الفيزياء الحديثة.
وقال بارنز: “هذا هو التأثير الذي لاحظه أينشتاين لأول مرة عندما كان يطور النسبية العامة”. هذه الرؤية، المعروفة بمبدأ التكافؤ، ساعدت أينشتاين على فهم الجاذبية ليس كقوة بل كنتيجة لتسارع وانحناء الجاذبية. الزمكان نفسها.
إقرأ المزيد