تجربة هل تسقط جميع الأجسام بالسرعة نفسها

السقوط الحر هو سقوط الجسم باتجاه مركز الأرض من دون التأثير عليه بقوة أخرى غير قوة المكتسبة من الجاذبية الأرضية، فإن الأجسام لا تتأثر فقط بالجاذبية الأرضية بل تكون عدة عوامل مؤثرة علي السقوط وهي سرعة سقوط الجسم، والمساحة التي تعرضت للهواء والمقاومة، فالأجسام التي تسير بسرعة أكبر تقاوم الهواء بشكل أعلي ولكن في حالة السقوط فإن جميعها تسقط بنفس السرعة بغض النظر عن حجمها أو كتلتها، سوف نتعرف عبر السطور القادمة علي مزيد من المعلومات بشأن هذا الموضوع.

السقوط الحر

يعرف بأنه سقوط الأجسام من ارتفاع معين تحت تأثير جاذبية الأرض كنتيجة لقوة خارجية تؤثر عليها، أمثلة علي السقوط الحر:

• مركبة فضائية في الفضاء بدون نظام دفع.
• جسم مقذوف لأعلي.
• سقوط جسم من مكان مرتفع.
• شخص يقفز.

ومن جهة أخرى قد يوجد أشياء نظنها تتضمن السقوط الحر ولكنها في الواقع لا تقع في حالة السقوط الحر مثل:

• طائر يطير.
• طائرة تحلق، وذلك بسبب تأثير قوة الرفع علي أجنحتها.
• استخدام المظلة، وذلك بسبب مقاومة الجاذبية بالسحب وفي بعض الحالات قد توفر قوة رفع.

تجربة استهلالية هل تسقط جميع الاجسام بالسرعة نفسها

يمكن القول أن مصطلح السقوط في الفيزياء الكلاسيكية، يستند إلي مبدأ النسبية حيث أن سقوط الجسم نحو مركز الكرة الأرض بطريقة طبيعية، أى بدون تأثير عليه بقوة خارجية، عدا القوة المكتسبة من الجاذبية الأرضية، التي تتميز بتسارع يساوى 9.81 م/ ث2، وهو مقدار ثابت لكل الأجسام علي سطح الكرة الأرضية دون تأثير لكتلتها، الإجابة: نعم تسقط جميع الأجسام بذات السرعة، بغض النظر عن اختلاف كتلتها وثقلها.

تجارب علي السقوط الحر

أجرى العلماء العديد من التجارب علي السقوط الحر للأجسام ومن هذه التجارب ما يلي:

• تجربة جاليليو جاليلي: أجرى جاليليو العديد من التجارب الفيزيائية حيث قام بوضع كريات علي مستوى مائل، وذلك لإيجاد العلاقة بين الوقت والمسافة المقطوعة، حيث اكتشف أن معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن يزيد كلما تحركت الكرة إلي أسفل المنحدر، وأن هذه المسافة تعتمد علي مربع الوقت، وذلك رغم اختلاف الكتل.
• قانون نيوتن للجاذبية: وهو قانون الجذب العام وينص هذا القانون علي أنه يوجد قوة جذب بين أى جسمين؛ حيث يتناسب مقدار قوة الجذب طرديًا مع حاصل ضرب كتلتي الجسمين، وعكسيًا مع مربع المسافة.

تجربة استهلالية هل تسقط جميع الأجسام بالسرعة نفسها

تسقط الأجسام علي الأرض منجذبة إلي الأرض بقوة الجاذبية، حيث نسمي تلك القوة “الوزن”، لكن هل تعتقد بأن الأجسام الثقيلة تسقط بشكل أسرع؟ كان هذا يعتقد في العصور القديمة منذ مدة من الزمن، لكن الجواب لا، حيث أوضح جاليليو جاليلي من خلال تجاربه أن جميع الأجسام تسقط بنفس السرعة كما ذكرنا، بغض النظر عن حجمها، أشهر تجارب جاليلو هي تجربة برج بيزا المائل.

الجاذبية وسرعة سقوط الأجسام

الجاذبية هي قوة الجذب العالمية بين كوكب الأرض وجميع الاجسام علي سطحه، أو جميع الأجسام في الكون، أو هي القوة الدافعة التي تقوم بجمع كل الأجسام نحو الأرض

ويتم قياس الجاذبية من حيث الحركة التي تعطيها للأجسام المتساقطة بشكل حر علي سطح الأرض، حيث تبلغ حوالي 9.8 م / ث2، وتوجد علاقة طردية بين الكتلة والجاذبية، فكلما كان الجسم أثقل زادت شدة الجاذبية مما أثر ذلك علي سرعة سقوط الجسم في وجود ضغط وهواء، كما أن الزيادة في الكتلة تؤدى إلي زيادة الجاذبية، حيث أنها تتناسب عكسيًا مع المسافة بين جسمين، وتوجد بعض العوامل المؤثرة علي التسارع بسبب الجاذبية مثل:

• المكان المحدد علي سطح الأرض، فتختلف عند المركز عن جاذبيتها عند الأطراف.
• الحركة الدورانية للأرض.
• الارتفاع فوق سطح الأرض.
• العمق تحت سطح الأرض.

لذا نجد أنه يوجد العديد من العوامل المؤثرة علي الأجسام عند سقوطها، فالجسم ذو وزن أقل سوف يصل لحالة الاستقرار في مدة زمنية أقل من الجسم الذي يكون وزنه كبير، لأن الجسم صاحب الوزن الأصغر يصل إلي الأرض بشكل أسرع عند سقوطه، وفقًا للسقوط الحر بعد أن أطلاعنا علي العديد من التجارب بشأن هذا الصدد.