إن قوة المقاومة المؤثرة على جسم ساقط في الهواء هي قوة خاصة سنناقشها بالتفصيل في هذه المقالة، لأنه عندما تسقط الأجسام تتأثر بمجموعة من القوى، وهي وزن الجسم المؤثر للأسفل، والذي ويرجع ذلك إلى تأثير مجال الجاذبية الأرضية على كتلة الجسم، بالإضافة إلى مقاومة الهواء حيث أنها قوة احتكاك تؤثر على حركة الجسم في الاتجاه المعاكس، من هذا المنطلق. التعرف على قوة المقاومة المؤثرة على جسم يسقط في الهواء.

القوة المؤثرة على الجسم الساقط في الهواء

القوة المحددة المؤثرة على جسم يسقط عبر الهواء هي السرعة النهائية أو السرعة النهائية هي السرعة التي يسقط بها الجسم عبر وسط (عادةً الهواء) ولا تزيد سرعته الوقت الذي تكون فيه الجاذبية، التي تسمى الوزن، هي نفس القوة. عكس مقاومة الهواء أو الاحتكاك، بمعنى آخر السرعة الحدية أو السرعة الحدية هي النقطة التي لا تزيد فيها السرعة (السرعة المتحركة للجسم الساقط). حتى لو كانت قوة السحب (أو مقاومة الهواء) صفرًا؛ يستمر الجسم في السقوط بشكل مطرد حتى تصبح مقاومة الهواء كبيرة جدًا بحيث تساوي الجاذبية ولا يمكن للجسم أن يسقط بشكل أسرع. بالإضافة إلى الوزن، تعتمد السرعة النهائية على عوامل أخرى مثل الشكل ومساحة المقطع العرضي.

مثال على السرعة الحدية

تبلغ السرعة النهائية للقافز بالمظلات من الأعلى إلى الأرض في وضع السقوط الحر حوالي 195 كم/ساعة (122 ميلاً في الساعة أو 54 م/ث). أقرب إلى نهج السرعة، في هذا المثال، الوصول إلى 50% من السرعة النهائية سيستغرق حوالي 3 ثوان، بينما الوصول إلى 90% يستغرق 8 ثوان، والوصول إلى 99% في 15 ثانية. قريباً.

مراحل هبوط الجسم

هناك قوتان رئيسيتان تؤثران على سقوط الجسم في مراحل مختلفة من سقوطه. إنهما وزن الجسم، وهذه القوة الهبوطية ترجع إلى تأثير مجال الجاذبية الأرضية على كتلة السقوط. هناك قوة أخرى تؤثر على سقوط الجسم وهي قوة الاحتكاك، والتي تعمل في الاتجاه المعاكس لحركة الجسم. عندما يسقط الجسم فإنه يمر بثلاث مراحل قبل أن يصطدم بالأرض، وهذه المراحل هي كما يلي:

  • في البداية، يتسارع الجسم نحو الأسفل بسبب وزنه.
  • ومع زيادة السرعة، يظل وزن الجسم كما هو، لكن مقاومة الهواء تزداد وتؤثر القوة المحصلة للأسفل.
  • في نهاية المطاف، يتوازن وزن الجسم عن طريق مقاومة الهواء ولا يتم إنتاج أي قوة ويصل الجسم إلى سرعة ثابتة وهذا ما يعرف بالسرعة النهائية أو السرعة النهائية.

وفي نهاية هذا البحث سنلخص جوانبه الرئيسية بعد التعرف على قوة الاضطراب المؤثرة على الجسم الساقط في الهواء وتقديم مثال على السرعة الحدية بالإضافة إلى مراحل سقوط الأجسام، والقوة المؤثرة على الأجسام المتساقطة .