أمثلة على السقوط الحر

كان تجربة جاليليو قبل 400 سنة تقريباً محاولة لفهم السقوط الحر للأجسام، إلا أن إسحاق نيوتن قد صاغ قوانين السقوط الحر وفق معادلات الحركة. وفيما يلي بعض الأمثلة والتطبيقات على السقوط الحر.

أمثلة على السقوط الحر:

كما ذكرنا حتى يكون الجسم في حالة سقوط حر لا بد أن تكون قوة الجاذبية الأرضية هي القوة الوحيدة المؤثرة عليه، وكما صاغت المبادئ والقوانين العلمية، يمكن إخضاع العديد من الأجسام لمفهوم السقوط الحر وذلك بإهمال مقاومة الهواء.

ومن الأمثلة على السقوط الحر وفق هذا المفهوم:

–         المركبات الفضائية دون نظام الدفع.

–         الأجسام الملقاة إلى أعلى بشكل مستقيم.

–         الأجسام الملقاة من أعلى برج بشكل حر مثل الريشة أو الحجارة.

–         القفز الحر دون مظلات هوائية وبسرعة منخفضة.

وعليه فإن الطيور في السماء أو الطائرة لا تعد في حالة سقوط حر؛ وذلك لأنها تخضع لقوة مقاومة الهواء.

أمثلة على السقوط الحر:

تم إسقاط جسم كتلته 10 كجم من وضعية الراحة من أعلى لأسفل، حيث بدأ بالسقوط الحر تحت تأثير الجاذبية، وفي إحدى اللحظات كان ارتفاع الجسم 2م فوق سطح الأرض، وكانت سرعته 2.5 م/ث، ما الارتفاع الذي سقط منه الجسم؟

الحل:

باستخدام معادلة الحركة المناسبة؛

وبما أن الجسم سقط من وضعية الراحة؛ إذاً السرعة الابتدائية = 0

V0 = 0

a = 9.8

بالتعويض:

6.25 = 2

6.25 = 19.6

S =

وباستخدام قانون الإزاحة:

S = y-y0

-0.32 = 2 – y0

y0 = 2 + 0.32

= 2.32 m

إذاً:

الارتفاع الذي تم إسقاط الجسم منه هو 2.32 متر.