السقوط الحر

مـقـدمــــة:

السقوط الحر ينتمي إلى عالم التحريك بهدف البحث عن الحركة و القوة المسببة لها .وكما نعرف السقوط الحر كعملية ترك جـسـم سـقـط تـحـت تـأثـيـر ثـقـلـه فـقـط .
لذلك نعرف الكتلة بالقوة الشاقولية التي تتجه دوما نحو الأسفل و تؤثر في مركز ثقل الجسم نفسه و على المكان الموجود فيه . كما يتميز السقوط الحر ببعض المميزات منها : .
كل الأجسام الغير خاضعة لأي قوة ماعدا قوة الثقل تسقط سقوطا حرا
حركة السقوط الحر هي حركة شاقولية
حركة السقوط الحر هي حركة متسارعة بانتظام حيث تسارع الحركة ثابت أثناء السقوط g=cste حيث gهو تسارع الجاذبية الأرضية .


الـدراســة الـنـظـريـة :
بتطبيق قانون نيوتن للحركة ينتج :

بالإسقاط على محور الحركة ox ينتج :
ma = mg
بمكاملة هذه العلاقة ينتج :

ومنه :
حيث :
ومنه




الـهـــدف:
هدفنا من هذه التجربة هو حساب التسارع الأرضي

الادوات الـمـسـتـعـمـلـة:

ـ كريه معدنية
- قائم مدرج لحساب الارتفاع
- عداد الكتروني
ـ ماسك الكريه المعدنية
- حامل الخيط عديم الامتطاط

تـحـقـيـق الـتـجـربـــة :
يتم تحقيق التجربة كما هو ممثل في الرسم:



















مـلاحـظـة:

إذا استعملنا كريه ملساء من الفولاذ فهو بغرض تقليل من قوى الاحتكاك وذلك للتمكن من إهمالها أمام ثقل الكريه و بالتالي تكون القوى الخارجية المؤثرة على الثقل فقط .



الـدراسـة الـتـجـريـبـيـة :

باستعمال التركيب التجريبي المعمول به في التجربة نحرر كريه فولاذية بدون سرعة ابتدائية لتسقط سقوطا حرا ومن اجل مسافات مختلفة h تقطعها الكريه نسجل الأزمنة اللازمة لذلك ثم نلخص النتائج في جدول وذلك بتكرار كل تجربة 3 مرات لنستطيع حساب الارتياب وكذلك الزمن المتوسط الذي تقطع فيه الكريه المسافة المحددة مع حساب مربعها مربع الارتياب.



تـحـلـيـل الـتـجـربــة :

من أجل ارتفاع hلسقوط الحر لكرة فولاذية نقيس مختلف الأزمنة المقابلة لها ونسجل النتائج في الجدول التالي :












t²(s²) tm t (s) h(m)



0.0010

0.0015

0.121

0.348 0.347
0.349
0.349
0.346
0.350
0.350

0.60


0.0014
0.0023
0.101
0.318 0.319
0.321
0.315
0.50


0.0060
0.0100
0.088
0.297 0.290
0.313
0.290
0.40


0.0109
0.0196
0.077
0.279 0.318
0.272
0.266
0.35


0.0005
0.0010
0.063
0.252 0.253
0.251
0.253
0.30


0.0022
0.0050
0.051
0.227 0.220
0.232
0.229
0.25


0.0004
0.0010
0.042
0.205 0.204
0.206
0.206
0.20

h.tm²
tm²(s²) tm(s) h²(m²) h(m) n

0.072 0.014 0.121 0.348 0.360 0.60 1

0.050 0.010 0.101 0.318 0.250 0.50 2

0.035 0.007 0.088 0.297 0.160 0.40 3

0.026 0.006 0.077 0.279 0.1225 0.35 4

0.020 0.004 0.063 0.252 0.090 0.30 5

0.012 0.002 0.051 0.227 0.0625 0.25 6

0.008 0.0017 0.042 0.205 0.040 0.20 7

0.223 0.0447 0.543 1.926 1.085 2.6 المجموع


جدول القياسات :






حـسـاب الإرتـيـابـــات :


تعطى الإرتيابات بالعلاقات التالية :
لدينا
ومنه
ومنه

t²=2t  t 


حساب الميل a :

يعطى الميل بالعلاقة التالية :




ومنه a = 4.925

حساب الارتياب في الميل :



ومنه : 0.098 Δa =


استنتاج العلاقة الرياضية :

المنحنى عبارة عن خط مستقيم يمر من المبدأ معادلته من الشكل y = a.x
ومنه فالعلاقة المستنتجة هي y = a.t²








استنتاج g وΔg :

لدينا معادلة المسار هي y = a.t²
ومعادلة السقوط الحر هي

بالمطابقة بين المعادلتين ينتج g = 2.a

ومنه g = 9.85 m/s²


ومنه Δg = 2.Δa

أي Δg = 0.196



وبالتالي: (m/s²)