الحجر المتساقط الحر يحسب سرعة الحجر بعد 10 ثوانٍ ؟ ، حيث أن الإجابة على هذا السؤال تعتمد على ثلاثة قوانين ومعادلات لوصف حركة المقذوفات في الطبيعة ، وفي هذه المقالة سنشرح بالتفصيل كيفية حل تلك الأسئلة باستخدام هذه القوانين الفيزيائية.
الحجر المتساقط الحر يحسب سرعة الحجر بعد 10 ثوانٍ
إذا سقط الحجر بحرية ، فستكون سرعة الحجر بعد 10 ثوانٍ هي 98 م / ثاستنادًا إلى القوانين والمعادلات الثلاثة لوصف حركة المقذوفات ، حيث يمكن حساب السرعة النهائية بإضافة السرعة الابتدائية مع حاصل ضرب حاصل ضرب العجلة ، بحيث تكون النتيجة كمية السرعة النهائية للجسم ، على سبيل المثال ، السرعة الأولية في هذا المثال تساوي صفرًا لأن الجسم بدأ من حالة توقف تام وعندما يتم ضرب تسارع الجاذبية في 9.81 لأن الجسم يسقط باتجاه الأرض لمدة 10 ثوانٍ ، ستكون النتيجة 98 ، 1 متر في الثانية ، وهو مقدار السرعة النهائية للحجر. تستند الأسئلة إلى القوانين الفيزيائية الثلاثة لحركة الرصاصة وهي كما يلي:[1]
السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الكلي)
ف 2 = ف 1 – (جكسج)
تغير الإزاحة الرأسية = (السرعة الأولية × الوقت الإجمالي) – (½ تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي ²)
(P 1 xg) – (½j x g²)
السرعة النهائية² = السرعة الابتدائية² – (2 × تسارع الأرض × التغير في الإزاحة الرأسية)
M²2 = w²1 – (2 × ج × Δ ص)
وعندما تستبدل الأرقام الواردة في السؤال السابق بهذه القوانين ، فإن النتائج التالية:
السرعة الأولية = 0 متر / ثانية
تسارع الجاذبية = 9.81 م / ث²
الوقت الإجمالي = 10 ثواني
السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الكلي)
السرعة النهائية = 0 – (9.81 × 10)
السرعة النهائية = 0 – (98.1)
السرعة النهائية = 98.1 م / ث
تشير العلامة السلبية إلى أن الجسم يسقط.
أنظر أيضا: عندما تسقط الكرة عموديًا ، فإنها تكتسب طاقة
أمثلة على الحسابات الباليستية
فيما يلي بعض الأمثلة العملية لحسابات الحركة الباليستية:[2]
- المثال الأول: حجر يتساقط بحرية ، ما سرعته بعد 8 ثوانٍ وما إزاحته؟
طريقة الحل:
السرعة الأولية = 0 متر / ثانية
تسارع الجاذبية = 9.81 م / ث²
الوقت الإجمالي = 8 ثوان
السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الكلي)
السرعة النهائية = 0 – (9.81 × 8)
السرعة النهائية = 0 – (78.48)
السرعة النهائية = – 78.48 م / ث
تغير الإزاحة الرأسية = (السرعة الابتدائية × الوقت الإجمالي) – (½ تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي ²)
تغير التحول الرأسي = (0 × 8) – (½ × 9.81 × 8²)
تغير التحول الرأسي = – (½ × 9.81 × 64)
تغير الإزاحة الرأسية = – 313.9 متر
تشير العلامة السلبية إلى أن الجسم يسقط. - المثال الثاني: رمي حجر أفقيًا بسرعة 5.0 متر / ثانية من سطح مبنى بارتفاع 78.4 مترًا. كم من الوقت يستغرق وصول الحجر إلى قاع المبنى وما هي المسافة التي يستغرقها حجر الخريف من المبنى؟
طريقة الحل:
السرعة الأولية = 0 متر / ثانية
هذا بسبب رمي الحجر أفقياً
تغير الإزاحة الرأسية = 78.4 متر
تغير الإزاحة الرأسية = (السرعة الأولية × الوقت الإجمالي) – (½ تسارع الجاذبية × الوقت الإجمالي ²)
78.4 = (0 × إجمالي الوقت) – (½ × 9.81 × إجمالي الوقت²)
78.4 = – (4.9 × الوقت الإجمالي²)
الوقت الإجمالي = √ (78.4 ÷ 4.9)
الوقت الإجمالي = 4 ثوان
السرعة = المسافة ÷ الوقت
المسافة = السرعة × الوقت
المسافة = 5 × 4
المسافة = 20 مترا - المثال الثالث: أُلقيت كرة بسرعة 30 مترًا / ثانية ، ما المدة التي ستستغرقها تلك الكرة لتعود إلى الأرض؟
طريقة الحل:
السرعة الأولية = 25 متر / ثانية
السرعة النهائية = 0 م / ث
هذا لأن السرعة النهائية عند أقصى ارتفاع للقذيفة تساوي صفرًا.
تسارع الجاذبية = 9.81 م / ث²
السرعة النهائية = السرعة الابتدائية – (تسارع الجاذبية × الوقت الكلي)
0 = 30 – (9.81 × إجمالي الوقت)
30 = 9.81 × الوقت الإجمالي
الوقت الإجمالي = 30 9.81
الوقت الإجمالي = 3.05 ثانية - المثال الرابع: ألقي حجر من قمة جبل ارتفاعه حوالي 250 مترا فما السرعة النهائية لهذا الحجر قبل أن يصل إلى الأرض؟
طريقة الحل:
السرعة الأولية = 0 متر / ثانية
هذا لأن الجثة كانت لا تزال قبل رميها.
تسارع الجاذبية = 9.81 م / ث²
تغير الإزاحة الرأسية = – 250 مترًا
بينما تعني علامة الطرح أن الكائن يسقط.
السرعة النهائية² = السرعة الابتدائية² – (2 × تسارع الأرض × التغير في الإزاحة الرأسية)
السرعة النهائية² = 0² – (2 × 9.81 × – 250)
السرعة النهائية² = 4905
السرعة النهائية = √4905
السرعة النهائية = 70 متر / ثانية
أنظر أيضا: المسافة الأفقية التي قطعتها الرصاصة
في نهاية هذا المقال سنكون قد عرفنا إجابة سؤال ، الحجر المتساقط الحر يحسب سرعة الحجر بعد 10 ثوانٍوشرحنا أيضًا طريقة استخدام قوانين الفيزياء المستخدمة لحساب سرعة وحركة المقذوفات ، بالإضافة إلى الاستشهاد بالعديد من الأمثلة العملية للحسابات الباليستية.
مراجع
- ^
course.lumenlearning.com، Projectile Motion، 22/4/2021
- ^
physicsclassroom.com ، أمثلة على الرصاص ، 22/4/2021
ملاحظة حول الاجابات لهذا السؤال سقط حجر سقوطاً حرا احسب سرعة الحجر بعد 10s ، هي من مصادر وموسوعات عربية حرة متداولة دائما، نحن نقوم بجلب الاجابات لجميع الاستفسارات بشكل متواصل من هذه المصادر، لذلك تابعونا لتجدو كل جديد من اجابات لاسئلة المداراس والجامعات والاسفهام حول اي سؤال ثقافي او اي كان نوعه لديكم.