8.6
فحص السلامة على السفينة يستخدم وزنا اختباريا ثقيلا. يرفع الوزن ثم يطلق لدراسة كيف تؤثر مقاومة الهواء على الحركة. بمجرد أن يترك، يبدأ الوزن من الراحة ويسقط في الهواء.
الجاذبية تجذبها للأسفل، بينما الهواء يدفع للأعلى ضد حركتها. وفقا لقانون نيوتن الثاني، يعتمد تغير السرعة على القوة الصافية.
الجمع بين هذه القوى يعطي معادلة تفاضلية تربط التسارع بالسرعة. قسمة المعادلة على الكتلة تعطي شكلا أبسط.
تعريف نسبة ثابت السحب إلى الكتلة كثابت b يجعل المعادلة التفاضلية أسهل في الفصل.
تكامل المعادلة وإعادة كتابتها لإيجاد معادلة السرعة كدالة للزمن يعطي معادلة أسية. استخدام السرعة الابتدائية للصفر يساعد في إيجاد الثابت المتبقي في الحل.
مع زيادة الوقت، تقترب السرعة من قيمة ثابتة تعرف بالسرعة النهائية. بوزن 10 كيلوغرامات وثابت مقاومة قدره 2 نيوتن-ثانية لكل متر، يتوقع النموذج سرعة نهائية تبلغ 49 مترا في الثانية.
عند تحليل حركة الأجسام الساقطة، من الضروري مراعاة قوة الجاذبية، إلى جانب قوة مقاومة الهواء. ويتمثل مثال عملي في إسقاط ثقل اختبار ثقيل أثناء فحص السلام…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.