مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
مقدمة عن السقوط الحر
السقوط الحر هو حركة جسم تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية فقط، مع إهمال مقاومة الهواء. يعتبر السقوط الحر مثالاً كلاسيكياً على الحركة المتسارعة بشكل منتظم.
مفهوم السقوط الحر
عندما نسقط جسماً من ارتفاع معين دون سرعة ابتدائية، فإنه يتحرك بتسارع ثابت نحو مركز الأرض. هذا التسارع يسمى تسارع الجاذبية الأرضية ويرمز له بـ g، وقيمته التقريبية:
g ≈ 9.81 m/s²
قوانين السقوط الحر
في السقوط الحر، نطبق قوانين الحركة بتسارع منتظم مع تعويض a = g:
- السرعة بدلالة الزمن: v = g·t + v₀
- المسافة المقطوعة: h = ½·g·t² + v₀·t + h₀
- السرعة بدلالة المسافة: v² = v₀² + 2g·(h − h₀)
حيث v₀ هي السرعة الابتدائية، h₀ هو الارتفاع الابتدائي، و h هو الارتفاع عند اللحظة t.
السقوط الحر مع سرعة ابتدائية
إذا قذفنا جسماً إلى الأعلى بسرعة ابتدائية v₀، فإن الجسم سيصل إلى أقصى ارتفاع عندما تنعدم سرعته (v = 0)، ثم يسقط سقوطاً حراً. هذا النوع من الحركة يصف حركة المقذوفات الرأسية.
مثال تطبيقي
مثال: أسقط جسم من ارتفاع 45 m بدون سرعة ابتدائية. احسب الزمن اللازم لوصوله إلى الأرض.
الحل: h = ½·g·t² → 45 = ½ × 9.81 × t² → t² = 90/9.81 ≈ 9.17 → t ≈ 3.03 s
تمارين
- أسقط جسم من ارتفاع 80 m. احسب سرعته عندما يصل إلى الأرض.
- قذف جسم إلى الأعلى بسرعة 20 m/s. احسب أقصى ارتفاع يصل إليه.
- احسب الزمن اللازم لسقوط جسم من ارتفاع 100 m.
- إذا كان تسارع الجاذبية على القمر 1.62 m/s²، كم زمناً يحتاج جسم ليسقط من ارتفاع 10 m على القمر؟
للمزيد من المعلومات، راجع درس قوانين نيوتن في الحركة ودرس الشغل والطاقة الميكانيكية.
📍 دروس مشابهة
- العلوم الفيزيائية — الكيمياء: المعادلة الكيميائية — الثانية ثانوي (شعب علمية) — المنهاج الجزائري
- العلوم الفيزيائية — الظواهر الكهربائية: الحقل الكهربائي — الأولى ثانوي (جذع مشترك علوم) — المنهاج الجزائري
