8.6
בדיקת בטיחות על ספינה משתמשת במשקל בדיקה כבד. המשקל מורם ואז משוחרר כדי לחקור כיצד התנגדות האוויר משפיעה על התנועה. ברגע שמשחררים אותו, המשקל מתחיל מהמנוחה ונופל באוויר.
הכבידה מושכת אותו כלפי מטה, בעוד האוויר דוחף כלפי מעלה נגד תנועתו. לפי החוק השני של ניוטון, השינוי במהירות תלוי בכוח הנקי.
שילוב הכוחות הללו יוצר משוואה דיפרנציאלית שמקשרת בין תאוצה למהירות. חלוקת המשוואה במסה נותנת צורה פשוטה יותר.
הגדרת היחס בין קבוע הגרר למסה כקבוע b מקלה על הפרדת המשוואה הדיפרנציאלית.
אינטגרציה של המשוואה וכתיבתה מחדש כדי למצוא את המשוואה למהירות כפונקציה של הזמן נותנת משוואה מעריכית. שימוש במהירות ההתחלתית של אפס עוזר למצוא את הקבוע הנותר בפתרון.
ככל שהזמן עובר, המהירות מתקרבת לערך קבוע הנקרא מהירות סופית. עם משקל של 10 קילוגרם וקבוע גרר של 2 ניוטון-שניות למטר, המודל חוזה מהירות סופית של 49 מטרים לשנייה.
כאשר מנתחים את תנועתם של עצמים נופלים, חשוב לקחת בחשבון לא רק את כוח הכבידה אלא גם את הכוח המנוגד של גרר האוויר. דוגמה מעשית היא שחרור משקולת בדיקה כב…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.