هنگامیکه جسمی از ارتفاعی رها شود شتاب میگیرد
و سرعتش از مقدار صفر افزایش مییابد.
جالب توجه است که در خلا ، تمامی اجسام از قبیل
سنگ ، پر ،قطرات باران و ذرات گرد و غبار
بطور یکنواخت شتاب میگیرند
و باهم به زمین میرسند.
این قاعده صرفا به دلیل
مقاومت هوا در مقابل سقوط اجسام ،
که اثر آن بر پر مؤثرتر از اثر آن بر سنگ است،
در زندگی روزمره که در محیط خلأ صورت نمیگیرد، صادق نیست.
برای اینکه سنگی آزادانه سقوط کند، لازم نیست که
شما آنرا در امتداد قائم رها کنید.
میتوانید سنگ را به طرف بالا ، پایین یا به اطراف پرتاب کنید.
به محض اینکه سنگ در هر جهتی اختیاری از دست شما رها شود،
سقوط آزاد خواهد کرد.
مثلا اگر سنگی را در امتداد قائم به طرف بالا
با سرعت 25m/s پرتاب کنید ،
چون شتاب به سمت پایین و در خلاف جهت سرعت است،
سنگ بایستی در نقطه اوج حرکتش متوقف شده و برگردد.
چون در حالت پایین آمدن شتاب در جهت حرکت است،
سنگ سرعت میگیرد.
و همچنین اگر جسم در حال سکون ،
خیلی سبک و یا سطح آن تخت باشد
و یا اینکه از فاصله خیلی دور سقوط کرده باشد،
مقاومت هوا قابل توجه میشود
و شتاب جاذبه زمین در چنین حالتی متغیر میباشد.
بنا براین سقوط آزاد به حرکت اجسامی گفته میشود که
فقط در اثر نیروی گرانش حرکت میکنند.
به منظور بررسی حرکت سقوط آزاد باید سعی کنیم
غیر از نیروی گرانش زمین
تمام نیروهای موثر بر جسم در حال سقوط را حذف کنیم.
در ضمن آزمایشهای متفاوت زیادی انجام شده که
به راحتی میتوان به کمک آنها
اثر متفاوت هوا را در سقوط اجسام را مشاهده کرد.
بعنوان مثال تکه کاغذی را همزمان با یک گلوله رها کنید،
میبینید که گلوله زودتر از کاغذ به زمین میرسد.
علت دیرتر رسیدن کاغذ به سطح زمین
اثر مقاومت هوا بر روی کاغذ است.
و اما اگر کاغذ را مچاله کنیم و رها کنیم
در مدت کمتری به زمین خواهد رسید.
در اینجا اثر مقاومت هوا بر کاغذ کمتر شده است.
ارسطو ادعا میکرد که
اجسام سنگین به تناسب سنگینی که دارند سریعترسقوط میکنند،
گالیله اولین دانشمندی بود که ادعا میکرد که
اجسام بدون توجه به جرمشان با هم سقوط میکنند.
گالیله برای اثبات نظرش آزمایشهایی را انجام داد،
او اشیاء متفاوتی را از برج کج و معروف پیزا رها کرد
و مدت سقوط آنها را اندازه گرفت.
همچنین گالیله نشان داد که
سقوط آزاد، حرکتی با شتاب ثابت است،
گالیله گفت برای اثبات این ادعا کافی است نشان دهیم که
فاصله های طی شده با مجذور مدت سقوط متناسب است.
نتایج حاصل از آزمایشها ی مختلف ثابت کرد که :
سقوط آزاد یک حرکت با شتاب ثابت است.
سقوط آزاد تمام اجسام با شتاب ثابتی انجام میشود.
شتاب سقوط آزاد در نقاط مختلف کره زمین کمی متفاوت است.
امروزه میدانیم که شتاب سقوط آزاد
در نقاط مختلف از 787 / 9 تا 808 / 9 در تغییر است.
متداولترین حرکت با شتاب ثابت
حرکت جسمی است که آزادانه سقوط میکند.
اگر مکان یک گلوله در حال سقوط را در لحظه های متفاوت
پس از طی مدت های یکسال ثبت کنیم،
متوجه می شویم که، گلوله در مدت های یکسان
فاصله های متفاوتی را طی کرده است،
یعنی اینکه سرعت گلوله در مدت سقوط مرتباً افزایش مییابد.
بدیهی است که در لحظه سقوطسرعت گلوله صفر است.
سرعت گلوله را میتوان به صورت تابعی از زمان اندازه گیری کرد.
با اندازه گیری سرعت گلوله در زمانهای متفاوت مشخص میشود
که سرعت گلوله در هر ثانیه به اندازه
8 / 9 متر بر ثانیه افزایش پیدا میکند.
به عبارت دیگر به این نتیجه می رسیم که
در سقوط آزاد شتاب ثابت حرکت 8 / 9 متر بر مجذور ثانیه است.
شتابی که از آن سخن می گوییم
شتاب سقوط اجسامی است که
جز نیروی گرانش نیروی دیگری بر آنها وارد نمیشود.
پس میتوان نتیجه گرفت که
شتاب سقوط آزاد
به محل آزمایش، در حقیقت به عرض جغرافیایی محل وابسته است .
:: بازدید از این مطلب : 145
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0