عند التعرف على على مفهوم السقوط الحر، فهو مرتبط بشدة بمفهوم آخر وهو السرعة النهائية،حيث يعتمد كل منهما على الوسط المتواجدين به سواء كان في الوسط الشفاف مثل الماء أو المساحة الفارغة المتشابهة مع الغلاف الجوي.
وتعرف السرعة النهائية بأنها أقصى سرعة يمكن أن يصل إلى الجسم عندما يسقط سقوطًا حرًا ويعتبر هذا هو الفرق بين السرعة النهائية والسقوط الحر.
كما أن الصيغة الرياضية الخاصة بالسرعة النهائية المتأثرة بالجاذبية الأرضية، والتي يمكن وصولها إلى أعلى سرعة عند سقوطها بشكل حر وأيضًا عندما يكون الجسم أقل ما يمكن.
تجربة السقوط الحر PDF
- وهناك العديد من تجارب السقوط الحر التي يمكن معرفتها من خلال موضوعنا.
- كما أن هذه التجارب تسهل عليكم معرفة مفهوم السقوط الحر بكل سهولة كواحد من أهم المفاهيم.
- لنتعرف عليه من خلال هذا رابط تحميل تجربة السقوط الحر pdf.
أمثلة على السقوط الحر
هناك العديد من الأمثلة التي يمكن الاستدلال من خلالها والتعرف على السقوط الحر، فالكثير من الأجسام يمكن أن تؤثر عليها الجاذبية الأرضية عند إهمال المقاومة الخاصة بالهواء، ويمكن التعرف على الأمثلة بهذا الشكل:
- عند إلقاء الأجسام بشكل مستقيم من أعلى.
- أيضًا مثال واضح وهو المركبات الفضائية المتواجدة بالفضاء ونظام دفعها.
- عند قفز أحد الأشخاص من أعلى دون استخدام مظلات في هذا الأمر ترفعهم لأعلى.
- عند إلقاء بعض الأجسام من أعلى أيضًا بالأبراج بشكل حر دون قيود.
- استخدام أنبوب الإسقاط لعمله على سقوط الأجسام من أعلى.
- وهناك مثال عن رائد الفضاء عندما يدور بشكل حر حول مدار ما.
- ولكن هناك أشياء أخرى لا تعتبر من الأمثلة الخاصة بالسقوط الحر مثل التحليق بداخل طائرة أو طيران الطيور وكذلك عند القفز بالمظلات.
تطبيقات السقوط الحر
- هناك العديد من التطبيقات الخاصة بالسقوط الحر بداخل الفيزياء.
- عند معرفة السرعة الخاصة بالساقط لأسفل نستطيع التعرف على موقعه بكل سهولة في أي وقت.
- حيث يمكن دراسة عالم المقذوفات الذي تمكننا من التعرف على السقوط الحر.
الهدف من تجربة السقوط الحر
- تعتبر تجربة السقوط الحر واحدة من أهم التجارب في الفيزياء، وتطبيقاتها متعددة للغاية.
- وتهدف التجربة إلى تعيين الجاذبية الأرضية بشكل جيد.
- فهي ظاهرة ناتجة عن السقوط الخاص بالأجسام بسبب قوة الجاذبية الأرضية، وتعتبر من الحركات المتسارعة والثابتة بنظام موحد.
ما تأثير مقاومة الهواء على السقوط الحر؟
- عندما يسقط جسم ما سقوطاً حرًا بالهواء فإن ما يؤثر عليها هو مقاومة الهواء بشكل ما.
- ويمكننا تعريف مقاومة الهواء على أنها إحدى أشكال قوى الاحتكاك، حيث تقوم التأثير على بعض الأجسام التي تسقط ولكن بالاتجاه المعاكس.
- فعندما يسقط الجسم بشكل حر إلى أسفل فيكون للجسيمات الصغيرة دور في دفع الجسم الذي تم سقوطه.
- فكل ذلك يتشابه مع تجربة شخص ما عندما قام بالمشي في الماء ولكن الحركة كانت في منتهى الصعوبة عليه مع شعوره بالضغط من حوله.
- ولكن في الكثير من معادلات الفيزياء يتم إهمال مقاومة الماء بشكل كبير.
معادلات خاصة بالسقوط الحر
عند حساب سرعة الأجسام بداخل المجال الخاص بالسقوط الحر يمكن استخدام بعض المعادلات الفيزيائية، ليتم فهم السقوط الحر بشكل طبيعي، ليمكننا توضيح المعادلات بهذا الشكل:
- المعادلة الخاصة بالحركة الأولى: السرعة النهائية = السرعة الإبتدائية – تسارع الجاذبية الأرضية × الزمن.
- والمعادلة الخاصة بالحركة الثانية: الموقع النهائي = الموقع الابتدائي + (السرعة الابتدائية × الزمن) – (نصف تسارع الجاذبية الأرضية × مربع الزمن).
- المعادلة الخاصة بالحركة الثالثة: مربع السرعة الابتدائية – (ضعف تسارع الجاذبية الأرضية × فرق الإزاحة بين الموقع النهائي والمرقع الابتدائي).
علاقة السقوط الحر بالنظرية النسبية
- يمكن تفسير العلاقة جيدًا من خلال أن الأجسام التي يمكنها السقوط بشكل حر لا تخضع لأية قوى خارجية تؤثر عليها.
- وعند تطبيق المفهوم الخاص بالنسبية نجد أنه يتحدد من خلال تحديد الاتجاه الخاص بحركة الأجسام.
- كما تم التأكد على أن الأجسام الساقطة بسقوط حر دون تأثير أي شيء عليها تسقط بنفس معدل السرعة.
قد يهمك أيضاً:
