سقوط جسم من اعلى وتأثير المسافه؟

[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]

مرحبا اساتذتي الاعزاء
عندما نحل المسائل المتعلقة بالتسارع الارضي متى نعوض بالشارة ال - ومتى نعوض عن التسارع بالاشارة ال +
وكذلك الحال بالنسبة الى السرعة والازاحة
في قوانين السقوط الحر مع الشكر والتقدير

مع تأخر الرد ست سنوات .. ولكن سأرد لمن يشاهد الموضوع من بعدي ..

عندما اطلاق مقذوف في اتجاه عكس الجاذبيةالأرضية ويكون حرًا بمعنى أنه لا يخضع لأي قوي قسرية أثناء الانطلاق سوى قوة الجاذبية الأرضية فقط فإننا نعوض عن العجلة بالإشارة السالبة وذلك لأن العجلة تسبب تناقص في سرعة انطلاق المقذوف إلي الأعلى ... فتقل سرعته تدريجيًا حتى يتوقف تمامًا .. وتسمى هذه النقطة أقصى ارتفاع له .. يبدأ بعدها في السقوط مرة أخرى نحو الأرض .. إن لم يكن المقذوف اطلق بسرعة تكفي للهروب من الجاذبية الأرضية ومثل هذه السرعة قد تكون مستحيلة عمليًا بالنسبة للمقذوفات .. حتى نفرق الأمر بينها وبين الصواريخ التي تعطيها محركاتها قوة دفع مستمرة تحافظ علي سرعة هروبها من الجاذبية الأرضية حتي تدخل في مدار حول الأرض أو تغادر الأرض نهائيًا ..

ولنعد إلي المقذوف بعدما يتحول للسقوط نحو الأرض حينها يمكننا أن نطبق التسارع بالإشارة الموجبة لأن عجلة الجاذبية الأرضية تسبب تزايد في سرعة هبوط المقذوف نحو الأرض ..



بالنسبة لموضوع السرعة المتجهة نطبق الإشارة الموجبة في حالة أن الجسم يتحرك في نفس اتجاه الحركة الافتراضي .. بينما نطبق الإشارة السالبة إذا كان الجسم يتحرك عكس اتجاه الحركة الافتراضي ..

بالنسبة لموضوع الإزاحة .. نطبق الاشارات مثل الحالة السابقة للسرعة المتجهة ..

مع وافر احترامي وتقديري

[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