مقدمة حول الحركة النسبية
- استنادًا إلى الأبحاث التي أجراها العالم الفيزيائي الشهير نيوتن، وكذلك وفقًا لقوانين القصور الذاتي، نجد أن كثيرًا من المعلومات في هذه القوانين شهدت نزاعات بين العلماء. فقد كان النظر إلى الحركة النسبية في تلك العصور بشكل مغاير.
- على النقيض، نجد أن الآراء العلمية اليوم حول الحركة النسبية قد تطورت قليلاً مقارنة بالمفاهيم السابقة.
- يعتقد العالم المعروف أينشتاين أن قوانين الفيزياء، ولا سيما الحركة النسبية، تعد جزءاً لا يتجزأ من الكون الذي نعيش فيه. إذ يعتبر أن الصوت والضوء والجاذبية الأرضية وغيرها من القوانين الفيزيائية لا تتغير من مكان إلى آخر.
- أيضًا، يشير أينشتاين إلى أنه رغم أن مائة عام قد تبدو فترة زمنية طويلة بالنسبة لنا، إلا أنها قد تعادل بالنسبة لشخص يركب صاروخًا جزءًا من الثانية. ومن هنا، نصل إلى مفهوم الحركة النسبية.
هل الكون ثابت أم متحرك؟
- عند إعداد بحث عن الحركة النسبية، يعد من الضروري أولاً تعريف الحركة وشرح مفهومها. الحركة تُعرَّف على أنها وجود جسمين، واحد منهما ثابت افتراضياً، والآخر يشهد تغيرًا مستمرًا في位置ه بالنسبة للجسم الأول.
- ولتوضيح هذه الفكرة، يجب العودة إلى قوانين نيوتن، وبخاصة قانون القصور الذاتي، الذي ينص على أن الجسم المتحرك يستمر في حركته ما لم تؤثر عليه قوة خارجية، فيظل يتحرك في خط مستقيم. بينما يبقى الجسم الساكن في حالة سكونه ما لم تؤثر فيه أي قوة.
- عقب تناول قانون القصور الذاتي، نجد أنه بإمكاننا استخدامه لفهم مفهوم الحركة النسبية. إذ يمكن تحديد حركة أي جسم عبر استخدام جسم ثابت كإطار مرجعي للجسم المتحرك المراد تحديد حركته النسبية. على سبيل المثال، ننظر إلى الأثاث من حولنا على أنه ثابت، وهو في الحقيقة غير صحيح.
- فجميع هذه العناصر تتحرك من حولنا، إلا أننا لا نستطيع رؤية هذه الحركة، حيث تتكون من جزيئات صغيرة دائمة الحركة، مما يجعلنا نستنتج أن الكون الذي يحيط بنا يواصل التحرك بشكل مستمر.
كيفية تحديد حركة جسم من عدم حركته
عند إعداد بحث عن الحركة النسبية، من المهم أيضًا معرفة الطريقة التي يمكن من خلالها تحديد ما إذا كان الجسم متحركًا أم لا. وفيما يلي التفاصيل:
- للإجابة على هذا السؤال، يمكننا تخيل شخص يقف أمام منزله بينما تمر أمامه سيارة بسرعة معينة. يستطيع هذا الشخص بسهولة استنتاج أن السيارة تتحرك.
- السبب في ذلك هو أن الشخص يقوم بمقارنة هذه السيارة مع أي جسم ثابت آخر، كمنزله أو الأشجار المحيطة به، التي تعتبر ثابتة بالنسبة له.
- يمكننا تسميتها النقاط المرجعية التي استخدمها الشخص للاستدلال على حركة السيارة.
هل جميع النقاط المرجعية ثابتة؟
إحدى الأسئلة المهمة عند إعداد بحث عن الحركة النسبية هي ما إذا كانت جميع النقاط المرجعية يجب أن تكون ثابتة أم إذا كانت هناك نقاط مرجعية متحركة. هنا إجابة هذا السؤال:
- ليس بالضرورة أن تكون جميع النقاط المرجعية ثابتة. هناك العديد من النقاط المرجعية المتحركة حولنا.
- على سبيل المثال، إذا كان شخص يركب سيارة تسير بسرعة سبعين كيلومترًا في الساعة، وعند نظره من النافذة، يفاجأ برؤية سيارة أخرى تسير بجانب سيارته بسرعة ثمانين كيلومترًا في الساعة. في هذه اللحظة، سيشعر كما لو كانت سيارته تتحرك للخلف، على الرغم من أنها ليست صحيحة.
- هذا الإحساس يعود إلى فرق السرعة بين السيارتين، مما يشير إلى أن النقطة المرجعية هنا كانت السيارة الثانية، والتي تتحرك بسرعة أعلى.
يمكنكم أيضًا التعرف على:
نتيجة حركة نقطة مرجعية تتحرك بنفس سرعة الإنسان
هناك حالة أخرى تتعلق بالنقاط المرجعية المتحركة، وهي عندما تتحرك النقطة المرجعية بنفس سرعة الإنسان. دعونا نكتشف النتائج في النقاط التالية:
- في هذه الحالة، سيشعر الإنسان بأنه ثابت في مكانه، سواء يتحرك للأمام أو للخلف.
- هذا يعود إلى أنه يجد أن حركته مقارنة بحركة السيارة التي يركبها هي مشابهة تمامًا لحركة السيارة الأخرى المتحركة. لذلك، يستنتج العقل أن السيارتين في حالة سكون.
- من المهم أن ندرك أن هذا الاستنتاج خاطئ، حيث تتحرك السيارتان، إلا أن سرعتهما المتساوية قد جعلت الشخص يعتقد أنهما ثابتتان.
- نطلق على سرعة أي جسم متحرك بالنسبة لأي جسم آخر، سواء كان متحركًا أو ثابتًا، اسم السرعة النسبية، ونسمي حركة هذه الأجسام الحركة النسبية.
أنواع الحركة النسبية
تقسم الحركة النسبية إلى نوعين رئيسيين: النوع الأول هو الحركة النسبية الخاصة، والنوع الثاني هو الحركة النسبية العامة. سنتعرف على كليهما فيما يلي:
1- الحركة النسبية الخاصة
- تُعتبر الحركة النسبية خاصة عندما تكون سرعة الضوء ثابتة لجميع الأطراف المعنية في المسألة.
- بالرغم من أن الحركة النسبية الخاصة تبدو بديهية، إلا أن العلماء اكتشفوا بعد صياغة هذه النظرية أن سرعة الضوء لم تتأثر، حتى مع دوران الأرض حول الشمس.
- هذا الأمر أثار الدهشة بين العديد من العلماء في تلك الحقبة، نظرًا لأن سرعة أي جسم آخر، عدا الضوء، تعتمد بالكامل على اتجاه حركة الشخص الذي يرصد السرعة.
2- الحركة النسبية العامة
- النوع الثاني من الحركة النسبية هو الحركة النسبية العامة، التي تشمل ليس فقط الحركة ولكن أيضًا الزمان والمكان الذي حدثت فيه الحركة.
- في هذا السياق، يشير أينشتاين إلى أن الزمان والمكان يمكن أن يُعتبران ككيانات منحنية قريبة من جسم ضخم، وعبَّر عن ذلك بطريقة تشير إلى مفهوم الجاذبية.
يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات من خلال:
خاتمة حول الحركة النسبية
وفي الختام، بعد تناولنا لموضوع الحركة النسبية وأنواعها، سواء الخاصة أو العامة، بالإضافة إلى أهمية الحركة النسبية، نأمل أن يكون هذا المقال قد نال استحسانكم.
