سقوط جسم من اعلى وتأثير المسافه؟

[التميمي13]

تسقط النيازك من مسافات عاليه وعند وصولها الى الارض تكون قد تفرقت الى كسارات بسبب قوة الاحتكاك لكن قد يوجد من هذه الكسارات صخور تصل الى مئات الكيلومترات سؤالي ماهي القوه التي تسقط بها هذه النيازك مع العلم أنها تحدث حفراً هائله لاتتناسب مع كتلتها الصغيره نسبياً وهل للمسافه دور في مقياس القوه عند الاصطدام وهل اذا سقطت فوق رأس شخص حصاه وزنها 30 جرام من بعد 500 متر يكون لها نفس القوه مما لو سقطت من مسافه اقرب مع معرفتي ان القوه تساوي الكتله مضروبه في العجله الارضيه فهل للمسافه تأثير ارجو ان يكون هناك نقاش من الاخوه والاخوات وشكراً.

[محمد عريف]

أولاً أحب أن أرحب بك فى منتدانا الغالي

ثانياً بالنسبة للقوة التي تسقط بها النيازك فهي في الأصل ناتجة عن طاقة تحركها فالنيازك عبارة عن أجسام فضائية غير منتظمة الشكل تسير فى الفضاء بسرعة عالية تكون في المتوسط 40 كم / ثانية، وهي توجد في النظام الشمسي في حزام يسمي حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري، وهي تتدور حول الشمس ولكن قد يحدث اصطدام بينها أو تقوم جاذبية المشتري بتغيير مسار إحداها فتخرج عن مسارها المعروف إلي وجهة اخري قد تكون من بينها الأرض وبالتالي تصطدم تلك الأجسام بالارض، وتتوقف سرعة الاصطدام علي سرعة الأرض بالنسبة لهذا الجسم الفضائي.

من المعروف أن الأرض تدور حول الشمس بسرعة 30 كم / ث فإذا صادف أن كان اتجاه حركة الجسم الفضائي عكس اتجاه حركة الأرض فإن سرعة الاصطدام تكون 70 كم / ث، إما إذا كان اتجاه حركة الجسم فى نفس اتجاه حركة الارض كانت سرعة الاصطدام 10 كم /ث فقط.

وبالتالي تكون طاقة الحركة فى الحالة الأولي أكبر بكثير من الحالة الثانية وبالتالي تكون قوة الاصطدام أعلي وأعنف.

كما تتوقف طاقة الاصطدام علي كتلة هذا الجسم فكلما كانت الكتلة أكبر كان الأصطدام أكبر وأقوي.

ثالثاً بالنسبة لحجم الحفرة فهي تنتج من الانفجار الهائل الذي يحدث نتيجة تحول كل طاقة حركة الجسم إلي طاقة حرارية تعمل علي تبخير جزء من مساحة الاصطدام بالأرض يعمل مما يتسبب في اندفاع الغازات بسرعات جنونية مما يتسبب فى عمل تلك الحفر العملاقة التي لا تتناسب مع حجم الجسم الساقط.

ولعل أبلغ وصف لتلك الحالة هي أن القنبلة عندما تنفجر في مكان ما تعمل حفرة أكبر بكثير من حجمها والسبب فى ذلك قوة الانفجار.

ولا تلعب المسافة أي دور فى تحديد قوة الاصطدام مطلقاً بل تتحدد بثلاثة أشياء
1- سرعة الجسم لحظة الاصطدام.
2- كتلة الجسم لحظة الاصطدام.
3- زاوية الاصطدام.

رابعاً بالنسبة لسقوط حصاة من علي ارتفاع معين فإن المسافة تلعب دورا كبيرا وهاما وحيويا فى قوة الاصطدام والسبب فى ذلك هو عجلة الجاذبية الأرضية.

فكلما كان الجسم أبعد ولكن فى حدود تأثير الجاذبية الأرضية كلما كانت سرعة اصطدامه بالأرض أكبر، كما أن طاقة الوضع للجسم تكون أكبر وبالتالي تكون قوة الاصطدام أكبر.

كما أن قوة الاصطدام تتوقف علي درجة ليونة الجسم الساقط أو الجسم المصدوم والسبب فى ذلك أن قوة الاصطدام تتوزع علي مساحة أكبر ووقت أكبر عند الاصطدام مثل الاصطدام مع الاسفنج أو سقوط كيس من القش.

أرجو أن أكون قد أوفيت فى الشرح

مع وافر احترامي وتقديري

[التميمي13]

الأستاذ محمد عريف لقد اجبت اجابه وافيه فلك الشكر الجزيل لكني اطمع في المزيد فلو سقطت حصاه كتلتها 100جرام من علو 100 متر فالقانون الذي يحكم الحاله هو قانون نيوتن القوه=الكتله في عجلة الجاذبيه يعني 100*9.8/1000 =98.نيوتن قد لا اكون مصيب في الوحدات لكن لو سقط من بعد 500م كم قوة السقوط علماً أن زمن السقوط يختلف بالتالي السرعه النهائيه قد تختلف

الاستاذ العزيز محمد انا خريج قديم جداً لم ادرس الفيزياء الا في الثانويه واولى وثانيه جامعه بساعات قليله جداً ووجدت أن منتداكم الرائع وشخصكم الموقر وباقي الاخوه العزاء قد يفيدني فما يطرء علي من تساؤلات حفظك الله ورعاك.

[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

[التميمي13]

جزاك الله خير اخي العزيز الأستاذ محمد عريف ونفع بعلمك وحفظك ورعاك.

[بوعابدين]

سلام عليكم ورحمة الله وبركاته
إن العجلة التي يتعرض لها الجسم عند سقوطه واصطدامه بالأرض عجلة لحظية وهي غير عجلة الجاذبية الأرضية التي تعمل في اتجاه مركز الأرض. العجلة اللحظية يكون اتجاهها عكس اتجاه حركة الجسم أي إلى أعلى وهي ناتجة عن التباطئ الشديد للسرعة ومن المعلوم أن العجلة هي معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن فعند الأصطدام سوف يحصل تغير كبير للسرعة في زمن قصير جدا مما يولد عجلة تقصيرية كبيرة جدا تسبب قوة اصطدام كبيرة بالتتابع. فمثلا لجسم كتلتة 1kg وسرعة ارتطام 100m/sec ولنفرض أن الزمن الإصطدام 0.1 ثانية وبعد الإصطدام أصبح الجسم ساكنا فستكون العجلة وهي خارج قسمة فرق السرعة على الزمن 1000m/sec2 وبالتالي سوف تكون القوة وهي حاصل ضرب الكتلة في العجلة 1*1000 وتساري 1000 نيوتن لاحظ هذة القوة الكبيرة نسبة إلى الوزن والناتجة عن العجلة التقصيرية وما حسبته أنت ماهو إلا وزن الجسم كما أوضح الأستاذ أعلاه .إن هذه العجلة هي سبب الدمار الهائل الذي يحصل للسيارات في حوادث المرور عند الإصطدام. وهذا التوضيح لا ينفي توضيح الأخ محمد عريف إنما يؤكدة ولكن بتعبير آخر حيث الأستاذ استخدم طريقة الطاقة وأنا استخدمت طريقة نيوتن وهما وجهان لعملة واحدة ويئديان إلى نفس النتيجة وشكرا

[محمد عريف]

كلامك صحيح أخي بو عابدين وأشكرك علي تلك الاضافة

فقوة الاصطدام يمكن حسابها عن طريق العجلة التقصيرية الناتجة عن الاصطدام أو مقاومة الجسم المصدوم للجسم الصادم، وبمعني أخر وطبقاً لقوانين الحركة فإن زمن الاصطدام من بدايته حتي توقف الجسم الصادم تماماً يتناسب عكسياً مع قوة الاصطدام فكلما قل زمن الاصطدام زادت العجلة التقصيرية المؤثرة علي الجسم الصادم وبالتالي تزداد قوة الاصطدام.

لذا فإن سقوط بيضة علي سطح صلب غير سقوطها علي قطعة من الاسفنج

ففي الحالة الأولي يكون زمن التصادم قصير للغاية ومساحة الاصطدام صغيرة مما يتولد عنه عجلة تقصيرية كبيرة ودفع أكبر علي البيضة مما يؤدي إلي تهشمها.

أما في الحالة الثانية يكون زمن التصادم كبير ومساحة الاصطدام كبيرة مما يتولد عنه عجلة تقصيرية صغيرة ودفع صغير تستطيع البيضة أن تتحملة دون أن تتهشم.

مع وافر احترامي وتقديري