وقتی یک جسم را از ارتفاعی رها میکنیم در لحظه رها شدن(زمانی که سرعت جسم صفر است وهنوز جسم شروع به سقوط نکرده) فقط یک نیرو به جسم وارد میشود و آن نیرویی جز نیروی وزن جسم نیست.که در این حالت جسم حرکتی شتابدار در جهت نیروی وزن پیدا میکند.ولی از لحظه ای که جسم شروع به حرکت میکند نیروی مقاومت هوا وارد عمل میشود.
از آنجا که حرکت جسم شتابدار است و هر لحظه به سرعت جسم افزوده میشود ولی نکته قابل توجه این است که با افزایش سرعت جسم نیروی مفومت هوا نیز افزایش می یابد.برای اثبات این موضوع می توان به مثالی ساده رجوع کرد:فرض کنید شما سوار بر ماشین و با سرعت 20km/h در حرکتید.دست خود را از پنجره بیرون میبرید مطمئنا نسیم ملایمی حس میکنید ولی اگر سرعت ماشین 180km/h بود چطور؟ اگر در چنین سرعتی دست خود را از پنجره بیرون ببرید باز هم نسیم ملایمی احساس میکنید؟ این نیرو که به دست شما وارد میشود همان نیروی مقاومت هوا است که با افزایش سرعت شما افزایش می یابد.
حال در سقوط آزاد آنقدر سرعت جسم افزایش می یابد که نیروی مقاومت هوا با سرعت جسم برابر میشود.در این حالت شتاب جسم طبق رابطه (mg-fh=ma ==> a=g-fh/m) صفر میشود.وجسم از این لحظه به بعد با سرعت ثابتی که به آن سرعت حد میگوییم سقوط میکند.البته سرعت حد در تمامی اجسام ثابت نیست بلکه به جرم و شکل هندسی جسم بستگی دارد(که در واقع همان چگالی جسم است که برای این موضوع میتوان بالن ها را مثال زد که با وجود وزن زیاد،چون حجم آنها خیلی زیاد است،چگالی کمی دارند و گاهی چگالی آنها از چگالی هوا کمتر میشود که در این صورت نه تنها سقوط نمی کنند بلکه به طرف بالا حرکت میکنند.عکس این موضوع شهاب سنگ ها هستند که چگالی آنها بسیار بالاست(حجم کم و جرم نسبتا زیاد) به همین دلیل با سرعت زیادی سقوط میکنند.
در مورد قسمت های بعدی سوال که سقوط شهاب سنگ هاست باید بگم که وقتی یک شهاب سنگ با سرعت بسیار زیاد به جو زمین میرسد.به علت اصطهکاک با هوا مقدار زیادی از جرم خود را از دست میدهند.در این حالت سرعت آنها به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد(می توان گفت که برخورد شهاب سنگ ها با جو زمین همانند برخورد آنها با یک دیوار است) و سپس با سرعت حد خود که متناسب با جرم باقیمانده آنهاست سقوط میکنند.
برچسبها: تعریف سرعت حد, سرعت حد, سقوط ازاد, حرکت سقوط ازاد
