الوزن هو القوة الناتجة عن قوة جاذبية الأرض على الطائرة، الوزن مألوف لنا أكثر من قوى أخرى تعمل على الطائرة، لأن كل منا لديه وزنه الذي نستطيع قياسه كل صباح على ميزان الحمام. نحن نعرف متى يكون الشيء ثقيلًا ومتى يكون شيء آخر خفيفًا، لكن الوزن، قوة الجاذبية ، مختلف أساسًا عن القوى الديناميكا الهوائية (aerodynamic force)، قوة الرفع ومقاومة المائع. القوى الديناميكا هوائية هي قوى ميكانيكية وعلى الطائرة أن تكون باتصال فيزيائيًا مع الهواء الذي ينتج القوة.
قوة الجاذبية هي قوة حقلية: لا يجب على مصدر القوة أن يكون باتصال فيزيائي مع الجسم لكي يولد قوة سحب عليه.
دُرست طبيعة قوة الجاذبية بواسطة العلماء للعديد من السنين وما زالت الدراسة قائمةً بواسطة علماء الفيزياء النظرية. بالنسبة لجسم بحجم طائرة، فالوصف الذي أعطاه السير إسحق نيوتن منذ 300 سنة مضت يعمل بشكل جيد، طور نيوتن نظريته للجاذبية عندما كان بسن 23 وشرح النظريات في كتابه قوانين الحركة بعدها ببضع سنوات.
تتعلق قوة الجاذبية بين جسمين بكتلتيهما مقسومةً على تربيع المسافة بينهما، تنشئ الأجسام الأكبر قوةً أكبر، وكلما كانت الأجسام أبعد عن بعضها البعض كانت الجاذبية أضعف، استطاع نيوتن التعبير عن العلاقة بواسطة معادلة وزن واحدة.
الوزن قوة، والقوة هي كمية متجهة لديها مقدار واتجاه مرتبطان بها. بالنسبة لطائرة، يكون الوزن دائمًا باتجاه مركز الأرض، يتعلق مقدار هذه القوة بكتلة جميع أجزاء الطائرة، إضافةً لكمية الوقود فيها، إضافةً لحمولتها (الركّاب، حقائب، …). يتوزع الوزن على مدار الطائرة، لكن يمكننا غالبًا تخيله مجموعًا بنقطة واحدة تدعى مركز الجاذبية.
خلال الطيران، تدور الطائرة حول مركز الجاذبية، لكن اتجاه قوة الوزن يبقى دائمًا باتجاه مركز الأرض، وخلال الرحلة، تحرق الطائرة وقودها، لذا فوزنها يتغير باستمرار، كذلك توزيع الوزن ومركز الجاذبية قد يتغيرا، لذا على الطيار تعديل مفاتيح التحكم باستمرار للحفاظ على توازن الطائرة.
يتضمن الطيران مشكلتين رئيسيتين: التغلب على وزن جسم ما بواسطة قوة معاكسة، والتحكم بالجسم خلال الطيران. هاتان المشكلتان ترتبطان بوزن ومكان مركز الجاذبية للجسم.
يبقى الحلم بأنه إذا تمكنا حقًا من فهم الجاذبية، ربما يمكننا صنع جهاز ضد الجاذبية يُحدث ثورةً في التنقل عبر السماء. لسوء الحظ، الأجهز ضد الجاذبية موجودة فقط في الخيال العلمي، آلات كالطائرات أو أجهزة ترفع مغناطيسيًا، تنشئ قوى بعكس قوة الجاذبية، لكنها لا تحظر أو تتخلص من قوة الجاذبية.
اقرأ أيضًا:
الغراب ذكي جدًا، إذ1 أنه يستطيع تقدير الوزن بطريقة رأيناها فقط عند البشر
لقد اختبر علماء الفيزياء للتوّ إحدى أغرب أفكار أينشتاين، خمنوا ماذا حدث؟
ترجمة: محمد دهامشة
تدقيق:محمد قباني
