سقوط جسم من اعلى وتأثير المسافه؟

[محمد عريف]

عزيزي التميمي

إن تلك المسألة التي قمت بحسابها صحيحة ولكن دعني أوضح لك شيئاً أن ما قمت بحسابه هو وزن الجسم ومن المعروف أن وزن الجسم ماهو إلا قوة جذب الأرض له، فأنت قمت بحساب قوة جذب الأرض لتلك الحصاة

وعلي بعد 100 متر أو حتي 500 متر فإن قوة جذب الأرض للجسم متساوية عملياً.

ولكن الفرق هو في طاقة الوضع فطاقة الوضع هي حاصل ضرب وزن الجسم في الارتفاع
وبالتالي كلما كان ارتفاع الجسم أعلي كلما كانت طاقة وضعه أكبر وبالتالي تتحول كل هذه الطاقة إلي طاقة حركة لحظة اصطدامه بالارض.

وتخبرنا قوانين الحركة أنه كلما سقط الجسم من علي ارتفاع أكبر كانت سرعة اصطدامه أكبر، وفي تلك الحالة فإن العجلة التقصيرية المؤثرة عليه لكي يتوقف بعد الاصطدام تكون اكبر وبالتالي تكون قوة الاصطدام أكبر لأن العجلة أكبر، ولا يجب أن نخلط بينها وبين عجلة الجاذبية الارضية فشتان الفارق بين العجلة المحركة للسيارة و العجلة الناتجة عن قوي الاحتكاك عند فرملة السيارة

فعجلة الجاذبية الأرضية تسبب سقوط الجسم لكن عند الاصطدام يؤثر الجسم المصدوم سواء أكان الأرض أو أي شئ آخر علي الجسم الساقط بعجلة تقصيرية لكي يمنعه من الحركة

وهذا السبب فى كون الجسم الساقط من ارتفاع أكبر يعاني تهشماً أكبر بسبب أن قوة اصطدامة الناتجة عن سرعته العالية تكون اكبر وقوة الاصطدام هنا ناتجة من العجلة التقصيرية التي يؤثر بها الجسم المصدوم علي الجسم الساقط.

مع وافر احترامي وتقديري

[MrBerliner]

شكرا على الشرح، لكن عندي تساؤل.. بشكل عام كلما زاد الإرتفاع زادت سرعة التصادم بالأرض وبالتالي قوة التصادم الناتجة.. لكن يبدوا أن تأثير زيادة الإرتفاع على سرعة الاصتدام محدودة.. (بعد ارتفاع معين يتوقف تأثير زيادة الإرتفاع على سرعة الإصتدام).. ففي صفحة السقوط الحر في ويكيبديا، مكتوب "هذا يفسر سبب ثبات سرعة الاجسام بعد مسافة معينة من سقوطها مهما زاد الارتفاع. مثلا تصبح سرعة سقوط الإنسان النهائية من 50 إلى 250 متر في الثانية اعتمادا على وضعية السقوط وربما كان هذا السبب عاملا ساعد في نجاة فيسنا فولوفيك صاحبة الرقم القياسي العالمي في السقوط من طائرة بدون مظلة."
goo.gl/sj7YQM فما هو تفسير ذلك وكيف يمكن حساب الإرتفاع الأقصى المؤثر في سرعة الإصتدام؟! تحياتي.

[محمد عريف]

شكرا على الشرح، لكن عندي تساؤل.. بشكل عام كلما زاد الإرتفاع زادت سرعة التصادم بالأرض وبالتالي قوة التصادم الناتجة.. لكن يبدوا أن تأثير زيادة الإرتفاع على سرعة الاصتدام محدودة.. (بعد ارتفاع معين يتوقف تأثير زيادة الإرتفاع على سرعة الإصتدام).. ففي صفحة السقوط الحر في ويكيبديا، مكتوب "هذا يفسر سبب ثبات سرعة الاجسام بعد مسافة معينة من سقوطها مهما زاد الارتفاع. مثلا تصبح سرعة سقوط الإنسان النهائية من 50 إلى 250 متر في الثانية اعتمادا على وضعية السقوط وربما كان هذا السبب عاملا ساعد في نجاة فيسنا فولوفيك صاحبة الرقم القياسي العالمي في السقوط من طائرة بدون مظلة."
goo.gl/sj7YQM فما هو تفسير ذلك وكيف يمكن حساب الإرتفاع الأقصى المؤثر في سرعة الإصتدام؟! تحياتي.

جميل جدًا هذا التساؤل ..

كل ما ذكرناه سيدي هو في حالة إهمال تأثير الهواء علي الجسم الساقط نحو الأرض ..

لكن عند الأخذ في الاعتبار مقاومة الهواء بالطبع فإن النتائج تحيد تمامًا عن قوانين الحركة والسقوط الحر .. لأن الجسم الساقط نحو الأرض في الهواء لا يقع تحت تأثير قوة الجاذبية وحسب .. بل يقع تحت تأثير مقاومة الهواء التي يكون اتجاه عملها عكس الجاذبية الأرضية ..

وفي كل الأحول عند تكرار التجربة في نفس المكان ولنفس الشخص ومن نفس الارتفاع فإن قيم النتائج تختلف بسبب اختلاف أحوال الطقس .. من كثافة الهواء والضغط الجوي واتجاه الرياح ..

كما أن وضعية السقوط المشار إليها هنا تتعلق بانسيابية الشخص الساقط بالنسبة للهواء .. فكلما كان الشخص أكثر إنسيابية كان أقل مقاومة للهواء وبالتالي يصل إلي سرعات سقوط أكبر ..وتلك الحالات تحدث عندما يسقط الشخص بشكل رأسي تمامًا رأسه إلي أسفل ويضم كل من أرجله وذراعيه إلي جسده .. بينما تكون الشخص أقل انسيابية عندما يسقط بشكل أفقي بمعني أن يهبط علي بطنه ويفرد كل من ذراعيه وأرجله .. ويستخدم هواة الهبوط بالمظلات هذه الوضعية حتي يقضوا أكثر وقت ممكن في الهواء .. وتكون سرعة هبوطهم أقل بطريقة تمكنها من فتح المظلة دون مشاكل ..

والمشكلة في مقاومة الهواء أن تتناسب في السرعات المنخفضة مع سرعة السقوط .. ثم تتحول في سرعات أعلي إلي تناسب مع مربع السرعة .. ثم في سرعات أعلي مع مكعب السرعة .. وتقريبًا عند سرعة أربعة أضعاف سرعة الصوت تتناسب مع السرعة مرفوعة للأس الرابع .. وبالتالي فإن عند سرعة هبوط معينة فإن القوة المؤثرة بها مقاومة الهواء على الشخص الساقط تكون كبيرة بدرجة تعادل تمامًا قوة الجاذبية الأرضية فيسقط الشخص سقوطًا حرًا بسرعة ثابتة ولا تخضع سرعته لأي تسارع بسبب وقوعه تحت تأثير قوتان متساويتان في المقدار ومتضادتان في الاتجاه هما الجاذبية لأسفل ومقاومة الهواء لأعلي ..

مع وافر احترامي وتقديري