التصنيفات
العلوم الفيزيائية

هل الاجسام الساقطة سقوطا حرا تتحرك بنفس التسارع ؟

هذه التجربة تقدمت بها كأحد متطلبات الحصول على علامة مادة التربية العملية الميدانية في الجامعة العربية المفتوحة في الاردن وقد سجلتها بإسمي لدى الدوائر الرسمية هنا بتوجيه من الدكتور زيد البشايرةمدرس المادة .

فكرة التجربة:
كل الاجسام الساقطة سقوطا حرا في مجال الارض تتحرك بنفس التسارع(بإهمال مقاومة الهواء)
الإشكال الشائع:
الجسم الاثقل يصل إلى الارض قبل الجسم الاخف إذا أسقطا من نفس الارتفاع (بسبب مقاومة الهواء)
التجربة المتبعة حاليا:ترك الجسمان يسقطان في انبوب مفرغ من الهواء (توجد صعوبات عملية في تفريغ الهواء)

التجربة الجديدة:
الأدوات:
اسطوانة بلاستيكية شفافة (الجزء السفلي من زجاجة ماء صحة)
جسم خفيف (ورقة فاين / ريشة / ورقة ……………)
جسم ثقيل ( مسمار حديد / حجر ……………..)
الخطوات:
1) ضع الجسم الخفيف (الريشة) والجسم الثقيل (المسمار) على قاعدة الاسطوانة
2) إمسك بالأسطوانة البلاستيكية بحيث تكون قاعدتها باتجاه الأرض وبداخلها الريشة والمسمار
3) اترك الإسطوانة تسقط بإتجاه الأرض من أي إرتفاع تريد ( 2 متر مثلا )
4) راقب الريشة والمسمار ، ماذا تلاحظ؟
الملاحظة:
تبقى الريشة والمسمار على قاعدة الإسطوانة طيلة زمن السقوط
المناقشة:
لو كان الوزن مهما في تسارع الجسم الساقط سقوطا حرا فإن المسمار والإسطوانة البلاستيكية ستصل الى الأرض قبل الريشة (الريشة تطير في الهواء حيث أن الجزء العلوي من الاسطوانة البلاستيكية مفتوح)
التفسير:
في هذه التجربة
مقاومة الهواء تؤثر على قاعدة الاسطوانة البلاستيكية دون المسمار والريشة
المسمار والريشة يسقطان في مجال الارض بمعزل عن مقاومة الهواء
المسمار والريشة يصلان الى سطح الارض معا
الاستنتاج:
المسمار والريشة يتحركان بنفس التسارع في مجال الارض إذا أهملنا مقاومة الهواء


التصنيفات
الميكانيكا الكلاسيكية

التسارع Acceleration


التسارع Acceleration

جمع و إعداد : تسارع

يصف قانون نيوتن الثاني العلاقة بين القوة المؤثرة على الجسم و الحركة الجديدة التي يلاقيها الجسم الذي يعاني من قوة ما ….
ينص القانون الثاني على … ” يتناسب تسارع جسم ما طرديا مع القوة و عكسيا مع الكتلة ”

ليس من المنطق أن اذكر مصطلح “القانون الثاني” دون أن أذكر مصطلح ” القانون الأول ” تعليم_الجزائر

لذا .. ينص قانون نيوتن الأول على … ” كل جسم يبقى على حالته من حيث السكون و الحركة في خط مستقيم بسرعة ثابتة ما لم تؤثر عليه قوة تغير من حالته “

الآن أعود للموضوعي الأصلي و أنا مرتاحة الضمير تعليم_الجزائر

بالعودة لنص القانون الثاني … يتضح لنا التسارع من دوران الأرض حول الشمس و باقي الكواكب حول الشمس أيضاً و دوران النجوم في مداراتها في المجرات الكونية كذلك على المستوى الذري نجد أن الإلكترونات السالبه تدور حول النواة الذرية الموجبة ( البروتونات ) و ( النيوترونات ) المتعادلة ..

و لأهمية هذه الحركات التي لولا قدرة الله ثم تلك الحركات لما قام المعمار الكوني
فإننا سنقف قليلا عند هذا المعنى الجديد الذي جاء به إسحاق نيوتن و هو مصطلح ” التسارع” <<< اقصد سعاد تعليم_الجزائر

كما عرفنا سلفا في غياب القوة المؤثرة يكون الجسم إما في حالة سكون أو في حالة حركة مستقيمة بسرعة ثابتة..
أما إذا زادت سرعة الجسم في اتجاه حركته أو تباطأت فإننا نقول أن الجسم في حالة تسارع أو ( في حالة سعاد ) تعليم_الجزائر بمعنى أن هناك قوة تغير من حالته..
و لا يقتصر التسارع فقط على زيادة سرعة الجسم في اتجاه حركة الجسم أو تبطئه حركته بل أن الجسم الذي يعاني من حركة دورانية حول نقطة أخرى فإنه في حالة تسارع أيضا بمعنى أن هناك قوة مؤثرة عليه.

و هكذا يمكننا ان نُعرّف التسارع بثلاثة وجوه :
الأول : إذا عانى الجسم من تغيّر في السرعة العددية دون أن يغيّر من إتجاه حركته.
الثاني : إذا عانى الجسم من تغير في اتجاه حركته بدون تغير في سرعته العددية.
الثالث : إذا عانى الجسم من تغيّر في سرعته و اتجاهه معا و هذه هي الحالة العامة الشائعة لكل الحركات في الكون .
و لقد تبيّن من عدة تجارب أن القانون الثاني الذي صاغه نيوتن يُفسّر عدة أمور بالنسبة لحركة الأجسام …

فالصياغة الرياضية لهذا القانون:

القوة = الكتلة * التسارع

( إذن التسارع يزيد بزيادة القوة المؤثرة و تقل بزيادة الكتلة).

لنفترض ان لدينا عجلة صغيره و سيارة … لو قمنا بدفع العجلة و السيارة بقوة معينه فماذا سنلاحظ ؟ نلاحظ أن العجلة الصغيرة تتحرك مسافة أطول من السيارة ذلك لأن كتلة العجلة الصغيرة أصغر بكثير من السيارة فالقوة المؤثرة تتناسب بشكل عكسي مع الكتلة..
و كلما زادت الكتلة قلّ تأثير القوة عليها … و إذا زاد مقدار القوة المؤثرة على السيارة بشكل كبير فإننا سنلاحظ أن مقدار استجابة السيارة للقوة الجديدة أكثر.. و بهذا فكلما زاد مقدار القوة المؤثرة زاد تأثيرها على الكتلة .

إن التسارع acceleration هو الخاصية العامه لكل الحركات الفلكية لنفترض أن لدينا نقطتان
(a , b ) النقطة b تدور حول النقطة a .
إذا طبقا لقانون نيوتن الثاني نستطيع أن نقول أن النقطة b تتسارع بالنسبة للنقطة a … و معنى ذلك أن النقطة a تؤثر بقوة جذبيه على النقطة b و النموذج الرياضي يبين أن اتجاه القوة المؤثرة هو نفس اتجاه المستقيم الواصل بين النقطتين (a , b) …. و تسمى هذه القوة (القوة المتجهة المركزية ).
و هذه الفكرة توضح اتجاه قوة الجاذبية التي تمارسها الشمس على الكواكب.

المصدر
www.hazemsakeek.com