Yüksekten düşen bir cismin hızını online olarak hesaplayın. Serbest düşen cisimlerle ilgili problemler: kinematik problemlerin çözümüne örnekler. Serbest düşme gövdesi

Serbest düşme nedir? Bu, hava direnci olmadığında cisimlerin Dünya'ya düşmesidir. Daha doğrusu boşluğa düşmek. Elbette hava direncinin olmaması, normal şartlarda Dünya'da bulunamayacak bir boşluktur. Bu nedenle, ihmal edilebilecek kadar küçük olduğunu düşünerek hava direnci kuvvetini hesaba katmayacağız.

Yerçekimi ivmesi

Ünlü deneylerini Pisa Kulesi üzerinde gerçekleştiren Galileo Galilei, kütlesi ne olursa olsun tüm cisimlerin Dünya'ya aynı şekilde düştüğünü keşfetti. Yani tüm cisimler için yer çekimi ivmesi aynıdır. Efsaneye göre bilim adamı daha sonra kuleden farklı kütlelerdeki topları attı.

Yerçekimi ivmesi

Yerçekimi ivmesi, tüm cisimlerin Dünya'ya düştüğü ivmedir.

Yerçekimi ivmesi yaklaşık 9,81 m s 2'dir ve g harfiyle gösterilir. Bazen doğruluk temel olarak önemli olmadığında yerçekimi ivmesi 10 m s 2'ye yuvarlanır.

Dünya mükemmel bir küre değildir ve dünya yüzeyinin farklı noktalarında koordinatlara ve deniz seviyesinden yüksekliğe bağlı olarak g değeri değişir. Dolayısıyla, en büyük yerçekimi ivmesi kutuplarda (≈ 9,83 m s 2), en küçük ivme ise ekvatordadır (≈ 9,78 m s 2).

Serbest düşme gövdesi

Basit bir serbest düşüş örneğine bakalım. Bir cismin h yüksekliğinden sıfır başlangıç ​​hızıyla düşmesine izin verin. Diyelim ki piyanoyu h yüksekliğine kaldırdık ve sakince bıraktık.

Serbest düşüş sabit ivmeli doğrusal bir harekettir. Koordinat eksenini cismin başlangıç ​​​​konumundan Dünya'ya yönlendirelim. Doğrusal, eşit ivmeli hareket için kinematik formülleri kullanarak şunu yazabiliriz:

h = v 0 + g t 2 2 .

Başlangıç ​​hızı sıfır olduğundan yeniden yazıyoruz:

Buradan bir cismin h yüksekliğinden düşme zamanının ifadesini buluruz:

v = g t olduğunu dikkate alarak düşme anındaki cismin hızını yani maksimum hızını buluruz:

v = 2 sa g · g = 2 sa g .

Benzer şekilde, belirli bir başlangıç ​​hızıyla dikey olarak yukarıya doğru fırlatılan bir cismin hareketini de düşünebiliriz. Mesela bir topu havaya atıyoruz.

Koordinat ekseninin cismin fırlatıldığı noktadan itibaren dikey olarak yukarıya doğru yönlendirilmesine izin verin. Bu sefer vücut aynı derecede yavaş hareket ederek hızını kaybeder. En yüksek noktada vücudun hızı sıfırdır. Kinematik formülleri kullanarak şunları yazabiliriz:

v = 0'ı yerine koyarsak, cismin maksimum yüksekliğe çıkması için gerekli zamanı buluruz:

Düşüş zamanı yükseliş zamanına denk gelir ve vücut t = 2 v 0 g sonra Dünya'ya geri dönecektir.

Dikey olarak atılan bir cismin maksimum kaldırma yüksekliği:

Aşağıdaki resme bir göz atalım. a = - g ivmeli üç hareket durumu için vücut hızlarının grafiklerini gösterir. Daha önce bu örnekte tüm sayıların yuvarlandığını ve serbest düşüşün ivmesinin 10 m s 2 olduğunu varsayarak her birini ele alalım.

İlk grafik, başlangıç ​​hızı olmaksızın belirli bir yükseklikten düşen bir cismi göstermektedir. Düşme süresi tp = 1 s. Formüllerden ve grafikten cesedin düştüğü yüksekliğin h = 5 m olduğunu görmek kolaydır.

İkinci grafik, v 0 = 10 m s başlangıç ​​hızıyla dikey olarak yukarı doğru fırlatılan bir cismin hareketidir. Maksimum kaldırma yüksekliği h = 5 m Yükselme süresi ve düşme süresi t p = 1 s.

Üçüncü grafik birincinin devamı niteliğindedir. Düşen cisim yüzeyden sekiyor ve hızı keskin bir şekilde yönünü tersine çeviriyor. İkinci grafiğe göre vücudun daha fazla hareketi düşünülebilir.

Bir cismin serbest düşme problemi, ufka belli bir açıyla fırlatılan bir cismin hareketi problemi ile yakından ilgilidir. Böylece parabolik bir yörünge boyunca hareket, dikey ve yatay eksenlere göre iki bağımsız hareketin toplamı olarak temsil edilebilir.

OY ekseni boyunca cisim g ivmesiyle düzgün bir şekilde hareket eder, bu hareketin başlangıç ​​hızı v 0 y'dir. OX ekseni boyunca hareket, v0x başlangıç ​​hızıyla düzgün ve doğrusaldır.

O X ekseni boyunca hareket koşulları:

x0 = 0; v 0 x = v 0 çünkü α; a x = 0.

O Y ekseni boyunca hareket koşulları:

y 0 = 0; v 0 y = v 0 sin α ; a y = - g .

Yataya açılı olarak fırlatılan bir cismin hareketinin formüllerini verelim.

Vücut uçuş süresi:

t = 2 v 0 sin α g .

Vücut uçuş aralığı:

L = v 0 2 sin 2 α g .

Maksimum uçuş menziline α = 45° açıda ulaşılır.

L m a x = v 0 2 g .

Maksimum kaldırma yüksekliği:

h = v 0 2 sin 2 α 2g .

Gerçek koşullarda, ufka belli bir açıyla fırlatılan bir cismin hareketinin, hava ve rüzgar direnci nedeniyle parabolikten farklı bir yörünge boyunca gerçekleşebileceğini unutmayın. Uzaya fırlatılan cisimlerin hareketinin incelenmesi özel bir bilimdir - balistik.

Metinde bir hata fark ederseniz, lütfen onu vurgulayın ve Ctrl+Enter tuşlarına basın.

Düşme, bir cismin Dünya'nın yerçekimi alanındaki hareketidir. Özelliği, her zaman g?9.81 m/s?'ye eşit olan sürekli ivmeyle meydana gelmesidir. Nesne yatay olarak fırlatıldığında da bu durum dikkate alınmalıdır.

İhtiyacın olacak

• – mesafe bulucu;
• – elektronik kronometre;
• - hesap makinesi.

Talimatlar

1. Eğer bir cisim belirli bir h yüksekliğinden serbestçe düşüyorsa, onu bir mesafe bulucu veya başka bir cihaz kullanarak ölçün. Hesaplamak hız düşme vücut v, serbest ivmenin çarpımının karekökünü keşfettikten sonra düşme yüksekliğe ve sayıya göre 2, v=?(2?g?h). Süreyi saymaya başlamadan önce vücudun zaten sahip olduğu hız v0, ardından elde edilen toplama v=?(2?g?h)+v0 değerini ekleyin.

2. Örnek. Bir cisim 4 m yükseklikten sıfır başlangıç ​​hızıyla serbestçe düşüyor. Onun ne olacak hız Dünya yüzeyine ulaştığında? Hesaplamak hız düşme v0=0 dikkate alınarak formüle göre cisimler. Yerine v=?(2?9.81?4)?8.86 m/s.

3. Zamanı ölç düşme saniyeler içinde elektronik bir kronometre ile vücut. Onu keşfet hız Hareketin devam ettiği süre sonunda başlangıç ​​hızına v0 serbest hareketin ivmesinin zamanın çarpımı eklenerek elde edilir. düşme v=v0+g?t.

4. Örnek. Taş orijinalinden düşmeye başladı hız 1 m/sn. Onu keşfet hız 2 saniye sonra. Belirtilen büyüklüklerin değerlerini v=1+9.81?2=20.62 m/s formülünde değiştirin.

5. Hesaplamak hız düşme yatay olarak fırlatılan bir cisim. Bu durumda hareketi, vücudun aynı anda yer aldığı 2 tür hareketin sonucudur. Bu, yatay olarak düzgün bir harekettir ve dikey olarak eşit şekilde hızlandırılmış bir harekettir. Sonuç olarak, vücudun yörüngesi bir parabol biçimine sahiptir. Vücudun herhangi bir andaki hızı, hızın yatay ve dikey bileşenlerinin vektör toplamına eşit olacaktır. Bu hızların vektörleri arasındaki açı her zaman düz olduğundan hızı belirlemek için düşme Yatay olarak atılan bir cisim için Pisagor teoremini kullanın. Vücudun hızı, belirli bir v=?(v yatay? + v vert?) anında yatay ve dikey bileşenlerin karelerinin toplamının kareköküne eşit olacaktır. Önceki paragraflarda özetlenen yöntemi kullanarak hızın dikey bileşenini hesaplayın.

6. Örnek. Bir cisim 6 m yükseklikten yatay olarak fırlatılıyor hız 4 m/sn. Tanımla hız yere çarptığında. Yere çarpma anında hızın düşey bileşenini bulun. Bu, cismin belirli bir yükseklikten v vert =? (2? g? h) serbestçe düşmesiyle aynı olacaktır. Değeri formülde yerine koyun ve v=?(v dağlar?+ 2?g?h)= ?(16+ 2?9.81?6)?11.56 m/s'yi elde edin.

Newton tüpleri adı verilen iki cam tüp aldı ve içlerindeki havayı dışarı pompaladı (Şekil 1). Daha sonra ağır bir top ile hafif bir tüyün bu tüplere düşme zamanını ölçtü. Aynı anda düştükleri ortaya çıktı.

Hava direncini kaldırırsak, tüyün veya topun düşmesini hiçbir şeyin engelleyemeyeceğini, serbestçe düşeceklerini görüyoruz. Serbest düşüşün tanımının temelini oluşturan bu özelliktir.

Serbest düşme, bir cismin başka kuvvetlerin yokluğunda yalnızca yerçekiminin etkisi altında hareketidir.

Serbest düşüş nasıl bir şeydir? Herhangi bir nesneyi kaldırıp bırakırsanız, nesnenin hızı değişecektir, bu da hareketin hızlandığı, hatta eşit oranda hızlandığı anlamına gelir.

Galileo Galilei ilk kez cisimlerin serbest düşüşünün eşit şekilde hızlandığını belirtti ve kanıtladı. Bu tür cisimlerin hareket ettiği ivmeyi ölçtü; buna yer çekimi ivmesi denir ve yaklaşık 9,8 m/s2'dir.

Dolayısıyla serbest düşme, düzgün ivmeli hareketin özel bir durumudur. Bu, elde edilen tüm denklemlerin bu hareket için geçerli olduğu anlamına gelir:

hız projeksiyonu için: V x = V 0x + a x t

yer değiştirme projeksiyonu için: S x = V 0x t + a x t 2 /2

cismin herhangi bir andaki konumunun belirlenmesi: x(t) = x 0 + V 0x t + a x t 2 /2

x, hareketimizin geleneksel olarak yatay olarak seçtiğimiz x ekseni boyunca doğrusal olduğu anlamına gelir.

Vücut dikey olarak hareket ederse, y eksenini belirtmek gelenekseldir ve şunu elde ederiz (Şekil 2):

Pirinç. 2. Dikey vücut hareketi ()

Denklemler aşağıdaki tamamen aynı formu alır; burada g, serbest düşüşün ivmesidir, h ise yükseklikteki yer değiştirmedir. Bu üç denklem, serbest düşme durumunda mekaniğin ana probleminin nasıl çözüleceğini açıklamaktadır.

Gövde V 0 başlangıç ​​hızıyla dikey olarak yukarı doğru fırlatılır (Şekil 3). Cismin fırlatıldığı yüksekliği bulalım. Bu cismin hareket denklemini yazalım:

Pirinç. 3. Örnek görev ()

En basit denklemleri bilmek, bir cismi fırlatabileceğimiz yüksekliği bulmamızı sağladı.

Yerçekimine bağlı ivmenin büyüklüğü bölgenin coğrafi enlemine bağlıdır; kutuplarda maksimum, ekvatorda minimumdur. Ayrıca serbest düşüşün hızlanması, bulunduğumuz yerin altındaki yer kabuğunun bileşimine de bağlıdır. Ağır mineral yatakları varsa g'nin değeri biraz daha büyük olacak, boşluklar varsa biraz daha az olacaktır. Bu yöntem jeologlar tarafından ağır cevher veya gaz, petrol yataklarını belirlemek için kullanılır, buna gravimetri denir.

Dünya yüzeyine düşen bir cismin hareketini doğru bir şekilde tanımlamak istiyorsak, hava direncinin hala mevcut olduğunu unutmamalıyız.

18. yüzyılda Parisli fizikçi Lenormand, örgü iğnelerinin uçlarını sıradan bir şemsiyeye sabitleyerek evin çatısından atladı. Başarısının verdiği cesaretle oturaklı özel bir şemsiye yaptı ve Montelier şehrinde bir kuleden atladı. İcadına Fransızca'dan çevrildiğinde "düşmeyi önleyici" anlamına gelen paraşüt adını verdi.

Galileo Galilei, bir cismin Dünya'ya düşme zamanının kütlesine bağlı olmadığını, ancak Dünyanın kendi özelliklerine göre belirlendiğini gösteren ilk kişiydi. Örnek olarak belli bir kütleye sahip bir cismin belirli bir süre içinde düşmesiyle ilgili bir tartışmayı gösterdi. Bu cisim iki özdeş yarıya bölündüğünde düşmeye başlarlar ama eğer bedenin düşme hızı ve düşme zamanı kütleye bağlıysa o zaman daha yavaş düşmesi gerekir ama nasıl? Sonuçta toplam kütleleri değişmedi. Neden? Belki bir yarısı diğer yarısının düşmesini engelliyor? Bir çelişkiye varıyoruz, bu da düşme hızının vücudun kütlesine bağlı olduğu varsayımının adil olmadığı anlamına geliyor.

Dolayısıyla serbest düşüşün doğru tanımına ulaşıyoruz.

Serbest düşme, bir cismin yalnızca yer çekiminin etkisi altında yaptığı harekettir. Vücuda başka hiçbir kuvvet etki etmez.

Bizler yerçekimi ivmesi olan 9,8 m/s 2 değerini kullanmaya alışkınız, bu bizim fizyolojimiz için en uygun değerdir. Yerçekiminden kaynaklanan ivmenin coğrafi konuma bağlı olarak değişeceğini biliyoruz ancak bu değişiklikler önemsizdir. Diğer gök cisimlerinde yerçekimi ivmesi hangi değerleri alır? Bir kişinin orada rahatça yaşayıp yaşayamayacağını nasıl tahmin edebiliriz? Serbest düşüşün formülünü hatırlayalım (Şekil 4):

Pirinç. 4. Gezegenlerdeki serbest düşüşün hızlanma tablosu ()

Gök cismi ne kadar büyük olursa, serbest düşüşün ivmesi de o kadar büyük olur ve bir insan bedeninin onun üzerinde olması o kadar imkansız olur. Çeşitli gök cisimleri üzerindeki yerçekimi ivmesini bildiğimizde, bu gök cisimlerinin ortalama yoğunluğunu belirleyebiliriz, ortalama yoğunluğu bildiğimizde ise bu cisimlerin nelerden oluştuğunu tahmin edebilir, yani yapılarını belirleyebiliriz.

Mesele şu ki, Dünya üzerindeki çeşitli noktalardaki yerçekimi ivmesinin ölçülmesi, jeolojik araştırmaların güçlü bir yöntemidir. Bu sayede delik kazmadan, kuyu veya maden açmadan yer kabuğunun kalınlığındaki minerallerin varlığını tespit edebilirsiniz. İlk yöntem, yerçekimi ivmesini jeolojik yaylı teraziler kullanarak ölçmektir; gramın milyonda birine kadar olağanüstü hassasiyete sahiptirler (Şekil 5).

İkinci yol, çok doğru bir matematiksel sarkaç kullanmaktır, çünkü sarkacın salınım periyodunu bilerek, serbest düşüşün hızlanmasını hesaplayabilirsiniz: periyot ne kadar kısa olursa, serbest düşüşün ivmesi o kadar büyük olur. Bu, çok hassas bir sarkaç kullanarak Dünya üzerindeki farklı noktalardaki yerçekimi ivmesini ölçerek, büyüyüp küçülmediğini görebileceğiniz anlamına gelir.

Yerçekimi ivmesinin büyüklüğünün normu nedir? Dünya mükemmel bir küre değil, kutuplardan hafifçe basık bir jeoiddir. Bu, kutuplarda yerçekiminden kaynaklanan ivmenin değerinin ekvatordakinden daha büyük olacağı anlamına gelir; ekvatorda bu minimumdur, ancak aynı enlemde aynı olması gerekir. Bu, aynı enlem içindeki farklı noktalarda yerçekimi ivmesini ölçerek, bu ivmedeki değişime bakarak belirli fosillerin varlığını yargılayabileceğimiz anlamına gelir. Bu yönteme gravimetrik keşif denir, bu sayede Kazakistan ve Batı Sibirya'da petrol yatakları keşfedilmiştir.

Minerallerin varlığı, ağır madde birikintileri veya boşluklar yalnızca yerçekimi ivmesinin büyüklüğünü değil aynı zamanda yönünü de etkileyebilir. Büyük bir dağın yakınında yerçekiminin ivmesini ölçersek, o zaman bu devasa cisim yerçekiminin ivmesinin yönünü etkileyecektir, çünkü aynı zamanda yerçekiminin ivmesini ölçtüğümüz yöntem olan matematiksel sarkacı da çekecektir.

Kaynakça

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizik (temel seviye) - Yüksek Lisans: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizik 10. sınıf. - M.: Mnemosyne, 2014.
3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizik - 9, Moskova, Eğitim, 1990.

Ev ödevi

1. Serbest düşme ne tür bir harekettir?
2. Serbest düşüşün özellikleri nelerdir?
3. Hangi deneyim Dünya üzerindeki tüm cisimlerin aynı ivmeyle düştüğünü göstermektedir?

1. İnternet portalı Class-fizika.narod.ru ().
2. İnternet portalı Nado5.ru ().
3. İnternet portalı Fizika.in ().

Serbest düşme, vücutların yalnızca Dünya'nın yerçekiminin etkisi altında (yerçekiminin etkisi altında) hareketidir.

Dünya koşullarında, cisimlerin düşmesi şartlı olarak serbest kabul edilir, çünkü Bir cisim havaya düştüğünde her zaman bir hava direnci kuvveti oluşur.

İdeal bir serbest düşüş yalnızca hava direncinin olmadığı ve kütle, yoğunluk ve şekle bakılmaksızın tüm cisimlerin eşit hızla düştüğü, yani herhangi bir anda cisimlerin aynı anlık hızlara ve ivmelere sahip olduğu bir boşlukta mümkündür.

Bir pompa kullanarak havayı dışarı pompalarsanız, Newton tüpündeki cisimlerin ideal serbest düşüşünü gözlemleyebilirsiniz.

Daha ileri akıl yürütmede ve problemleri çözerken, hava ile sürtünme kuvvetini ihmal ediyoruz ve cisimlerin karasal koşullarda düşüşünün ideal olarak serbest olduğunu düşünüyoruz.

YERÇEKİMİ İVMESİ

Serbest düşme sırasında, Dünya yüzeyine yakın tüm cisimler, kütlelerine bakılmaksızın, yerçekimi ivmesi adı verilen aynı ivmeyi kazanırlar.
Yerçekimi ivmesinin sembolü g'dir.

Dünyadaki yer çekimi ivmesi yaklaşık olarak şuna eşittir:
g = 9,81m/s2.

Yerçekimi ivmesi her zaman dünyanın merkezine doğru yönlendirilir.

Dünyanın yüzeyine yakın yerlerde, yerçekimi kuvvetinin büyüklüğü sabit kabul edilir, bu nedenle bir cismin serbest düşüşü, bir cismin sabit bir kuvvetin etkisi altındaki hareketidir. Bu nedenle serbest düşme düzgün ivmeli harekettir.

Yer çekimi vektörü ve yarattığı serbest düşüş ivmesi her zaman aynı yöndedir.

Düzgün ivmeli hareket için tüm formüller serbestçe düşen cisimlere uygulanabilir.

Herhangi bir anda bir cismin serbest düşüşü sırasındaki hızın büyüklüğü:

vücut hareketi:

Bu durumda hızlanmak yerine A, Yer çekiminin ivmesi, düzgün ivmeli hareket formüllerine dahil edilmiştir G=9,8m/s2.

İdeal düşme koşullarında, aynı yükseklikten düşen cisimler aynı hızlarla ve aynı süreyi harcayarak Dünya yüzeyine ulaşır.

İdeal bir serbest düşüşte cisim, başlangıç ​​hızının büyüklüğüne eşit bir hızla Dünya'ya döner.

Vücudun düşme süresi, atış anından uçuşun en yüksek noktasında tamamen durmasına kadar yukarıya doğru hareket ettiği süreye eşittir.

Yalnızca Dünya'nın kutuplarında cisimler kesinlikle dikey olarak düşer. Gezegenin diğer tüm noktalarında, serbestçe düşen bir cismin yörüngesi, dönen sistemlerde ortaya çıkan Cariolis kuvveti nedeniyle doğuya doğru sapar (yani, Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesinin etkisi etkilenir).

BİLİYOR MUSUNUZ

GERÇEK DURUMLARDA BEDENLERİN DÜŞMESİ NEDİR?

Bir silahı dikey olarak yukarı doğru fırlatırsanız, havayla sürtünme kuvveti dikkate alındığında, herhangi bir yükseklikten serbestçe düşen mermi, yerde 40 m/s'den fazla olmayan bir hız kazanacaktır.

Gerçek koşullarda havaya karşı sürtünme kuvvetinin varlığı nedeniyle cismin mekanik enerjisi kısmen termal enerjiye dönüştürülür. Sonuç olarak, vücudun yükselişinin maksimum yüksekliği, havasız alanda hareket ederken olabileceğinden daha az olur ve iniş sırasında yörüngenin herhangi bir noktasında hız, çıkıştaki hızdan daha az olur.

Sürtünme varlığında düşen cisimler yalnızca hareketin ilk anında g'ye eşit bir ivmeye sahiptir. Hız arttıkça ivme azalır ve vücudun hareketi düzgün olma eğilimindedir.

KENDİN YAP

Düşen cisimler gerçek koşullarda nasıl davranır?

Plastik, kalın karton veya kontrplaktan yapılmış küçük bir disk alın. Düz kağıttan aynı çapta bir disk kesin. Onları farklı ellerde tutarak aynı yüksekliğe kaldırın ve aynı anda bırakın. Ağır bir disk hafif olandan daha hızlı düşecektir. Düşerken her disk aynı anda iki kuvvetten etkilenir: Yer çekimi kuvveti ve hava direnci kuvveti. Düşüşün başlangıcında, daha büyük kütleli bir cisim için bileşke yerçekimi kuvveti ve hava direnci kuvveti daha büyük olacak ve daha ağır bir cismin ivmesi daha büyük olacaktır. Vücudun hızı arttıkça, hava direnci kuvveti artar ve yavaş yavaş yerçekimi kuvvetine eşit büyüklükte olur; düşen cisimler eşit şekilde hareket etmeye başlar, ancak farklı hızlarda (daha ağır bir cismin hızı daha yüksektir).
Düşen bir diskin hareketine benzer şekilde, bir paraşütçünün büyük bir yükseklikten uçaktan atlarken yaptığı hareketi de düşünebiliriz.

Daha ağır bir plastik veya kontrplak diskin üzerine hafif bir kağıt disk yerleştirin, yüksekliğe kaldırın ve aynı anda bırakın. Bu durumda aynı anda düşeceklerdir. Burada hava direnci yalnızca ağır alt diske etki eder ve yerçekimi, kütlelerine bakılmaksızın cisimlere eşit ivme kazandırır.

NEREDEYSE BİR ŞAKA

18. yüzyılda yaşayan Parisli fizikçi Lenormand sıradan yağmur şemsiyelerini alıp parmaklıkların uçlarını sabitledi ve evin çatısından atladı. Daha sonra başarısından cesaret alarak hasır oturaklı özel bir şemsiye yaptı ve Montpellier'deki kuleden aşağıya koştu. Aşağıda coşkulu seyircilerle çevriliydi. Şemsiyenin adı ne? Paraşüt! - Lenormand cevap verdi (bu kelimenin Fransızcadan tam anlamıyla çevirisi "düşüşe karşı").

İLGİNÇ

Dünyayı delip oraya bir taş atarsanız taşa ne olur?
Taş düşecek, yolun ortasında maksimum hıza ulaşacak, ardından ataletle daha da uçarak Dünya'nın karşı tarafına ulaşacak ve son hızı ilk hızına eşit olacaktır. Dünya içindeki serbest düşüşün ivmesi, Dünya merkezine olan mesafeyle orantılıdır. Hooke kanununa göre taş, yay üzerindeki ağırlık gibi hareket edecektir. Taşın başlangıç ​​​​hızı sıfırsa, o zaman taşın şafttaki salınım periyodu, düz şaftın nasıl kazıldığına bakılmaksızın, uydunun Dünya yüzeyine yakın dönüş periyoduna eşittir: merkezden Dünya'nın veya herhangi bir akor boyunca.

Bir cismin bir gaz veya sıvıya düşme hızı, cisim yer çekimi kuvvetinin ortamın direnç kuvveti ile dengelendiği bir hıza ulaştığında dengelenir.

Ancak daha büyük nesneler viskoz bir ortamda hareket ettiğinde başka etkiler ve desenler hakim olmaya başlar. Yağmur damlaları milimetrenin onda biri kadar bir çapa ulaştığında buna denir. girdaplar sonuç olarak akışın bozulması. Bunları çok net bir şekilde gözlemlemiş olabilirsiniz: Sonbaharda bir araba, düşen yapraklarla kaplı bir yolda giderken, kuru yapraklar sadece arabanın yanlarına saçılmakla kalmaz, aynı zamanda bir tür vals gibi dönmeye başlar. Tanımladıkları daireler tam olarak çizgileri takip ediyor von Karman girdapları Adını, ABD'ye göç eden ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde çalışan, modern uygulamalı aerodinamiğin kurucularından biri olan Macar doğumlu fizikçi Theodore von Kármán'ın (1881-1963) onuruna almıştır. Bu türbülanslı girdaplar genellikle frenlemeye neden olur - belirli bir hıza hızlanan bir arabanın veya uçağın keskin bir şekilde artan hava direnciyle karşılaşmasına ve daha fazla hızlanamaması gerçeğine ana katkıyı sağlarlar. Binek aracınızı karşıdan gelen ağır ve hızlı bir minibüsle yüksek hızda kullandıysanız ve araç bir yandan diğer yana "dönmeye" başladıysa, bilin ki kendinizi von Karman kasırgasının içinde buldunuz ve onunla ilk tanıştınız. el.

Büyük cisimler atmosfere serbest düştüğünde girdaplar hemen başlar ve maksimum düşüş hızına çok hızlı bir şekilde ulaşılır. Örneğin paraşütçüler için maksimum hız, maksimum hava direncinde kollarını uzatarak düz düştüklerinde 190 km/saat'ten, bir balık veya asker gibi dalış yaparken 240 km/saat'e kadar değişir.