أخر الاخبار

فيزياء أولي ثانوي .. السقوط الحر للأجسام

 السقـوط الحـر

مقدمة :
من تطبيقات الحركة بعجلة منتظمة السقوط الحـر للأجسام وكذلك المقذوفات ( الرأسية او المقذوفات بزاوية )
فاعندما يسقط  جسم سقوطاً حـراً من مكان مرتفع عن سطح الأرض ، فإنه يبدأ حركته من السكون متجهاً  نحو الأرض  
متأثراً بقوة جذب الأرض له ، تتـذايد سرعة الجسم تدريجياً حتى تصل لأقصى قيمة لها لحظة اصطدامه بسطح الأرض .
 وإذا أهملنا مقاومة الهواء  للجسم أثناء سقوطه فإن  الجسـم يتحرك بعجلة منتظمة تسمى (عجلة السقوط الحـر)
 أو (عجلة الجاذبية الأرضية ) (g) .
 و تختلف عجلة الجاذبية اختلافا ً طفيفا ً من مكان لآخر على سطح الأرض كلما اقتربنا أو ابتعدنا عن مركز الأرض .
 


               
  عجلة الجاذبية الأرضية (g) : هى عجلة منتظمة  تتحرك بها الأجسام عندما  تسقط  سقوطاً حـراً نحو سطح الأرض .

                                                     س  ما معنى قولنا أن عجلة السقوط الحر لجسم = (  9.8  ) م / ث۲ ؟   
 ﺠ  أي أنه عند سقوط الجسم سقوطاً حراً فإن سرعته تزداد  بمقدار 9.8  م / ث  كل ثانية 

             
 
تعليلات هامه : 

علل تختلف عجلة الجاذبية الأرضية من مكان لآخر على سطح الأرض ؟

 ﺠ   و ذلك لتفلطح الأرض قليلاً عند القطبين فتكون عند القطبين أكبر منها عند خط الإستواء لقرب القطبين
من مركز الأرض .


 علل تصل ريشة لطائر و كرة من الحديد فى نفس اللحظة للأرض عند سقوطهما معاً من
 مكان مرتفع ( مع إهمال مقاومة الهواء )؟

   لأن كل من الريشة و كرة الحديد تتحركان نحو الأرض بعجلة منتظمة هى عجلة الجاذبية الأرضية .

علل تزد اد سرعة الجسم كلما اقترب من سطح الأرض عند سقوطه سقوطاً حراً ؟

   لأنه يتحرك بعجلة تزايدية عندما يتحرك فى اتجاه الجاذبية الأرضية .

علل تقل سرعة الجسم عند قذفه بعيداً عن سطح الأرض ؟

 ﺠ   لأنه يتحرك بعجلة تناقصية عندما يتحرك فى عكس اتجاه الجاذبية الأرضية .


ملاحظات هامة لحل مسائل السقوط الحر :-

تطبق معادلات الحركة بعجلة منتظمة فى خط مستقيم عند حل هذه المسائل مع الرمز للعجلة بالرمز (g ) .

/>Vf  =  Vi  +  g t           
 Vf 2  =  Vi 2  +  2 g d
    
 عند سقوط جسم سقوطاً حراً فإن   0 = Vi .  

 عند قذف الجسم لأعلى فإنه عند أقصى ارتفاع (فقط)  تنعدم سرعة النهائية أى 0 = Vf.
 زمن الصعود  =  زمن الهبوط .  
   سرعة الجسم عند أي نقطة أثناء الصعود = (-) سرعة الجسم عند نفس النقطة أثناء الهبـوط 
( تدل الإشارة سالب على أن السرعتين فى عكس الاتجاه )

  فى حالة الصعود تكون عجلة الجاذبية سالبة بينما فى حالة الهبوط تكون عجلة الجاذبية موجبة .


  سقط جسم :-                                            قذف جسم :-

              0 = Vi                                                      0= Vf                

  +  =  g                                     ـــ  =  g   

 تدريبات :

1.   سقط حجر من أعلى مبنى سقوطاً حراً فوصل سطح الأرض بعد 6 ثوانى . فاحسب ارتفاع المبنى .
علماً بأن عجلة الجاذبية 10 م / ث۲  .                                                                [  180  م ] 

2.  يسقط حجر من سطح جبل أوجد سرعته عندما يهبط  45 متر علماً بأن عجلة السقوط الحر  10 م / ث۲.   [  30 م / ث ]

3 . سقط حجر من أعلى منزل  ارتفاعه 19.6 متر من سطح الأرض فاحسب سرعة وصوله للأرض و زمن الوصول .
        علماً بأن عجلة الجاذبية 9.8 م / ث۲.                                                     [  2 ثانية , 19.6 م / ث ]

4.  سقطت أداة سقوطاً حراً إلى قاع بئر بترول فإذا كانت عملية السقوط تستغرق 15 ثانية إحسب عمق البئر  .
       علماً بأن عجلة الجاذبية 10 م / ث۲  .                                                          [  1125  م  ]   
   

5. أسقط حجر من فوق برج القاهرة فاستغرق 4 ثوان حتى وصل إلى سطح الأرض فاحسب سرعة الحجر لحظة اصطدامه بالأرض
 و احسب ارتفاع البرج  علماً بأن عجلة السقوط الحر  10 م / ث۲.                                  [  40 م / ث , 80 متر ]

6.  سقط حجر من سطح منزل فمر امام شخص يقف فى أحد شرفات المنزل على ارتفاع 5 متر من سطح الأرض بعد  4   ثوانى
 من لحظة السقوط أوجد :     1 –  ارتفاع المنزل .     2 –  سرعة الحجر عندما  مر أمام الشخص . 
        علماً بأن عجلة الجاذبية 10 م / ث۲  .                                                 [ 85  م  , 40 م / ث ]  

7. سقطت تفاحة من شجرة و بعد ثانية واحدة ارتطمت بالأرض احسب قيمة سرعة التفاحة لحظة اصطدامها بالأرض 
 و احسب السرعة المتوسطة للتفاحة خلال السقوط  ثم أوجد بعد التفاحة عن الأرض غند بدء السقوط  
                                                                                                   [ 10 م / ث , 5  م / ث ,  5  م ]

9. يسقط حجر سقوطاً حراً  .  احسب المسافة التى يقطعها الجسم خلال الثانيتين الثالثة و الرابعة .  
علماً بأن عجلة الجاذبية 10 م / ث۲  .                                                         [  60  م  ]   
            
  

10. يسقط حجر سقوطاً حراً احسب المسافة التى يقطعها الجسم خلال الثانيتين السابعة و الثامنة  .
علماً بأن عجلة الجاذبية 10 م / ث۲ .                                                                  [  140  م  ]              
    
تعليقات



حجم الخط
+
16
-
تباعد السطور
+
2
-