ما هو العلاقة بين سرعة الجسم وقوته الجاذبة؟
يمكن فهم العلاقة بين سرعة الجسم والجاذبية من خلال قوانين نيوتن للحركة ومفهوم السقوط الحر.
أولاً، الجاذبية هي قوة؛ فهي القوة الجذب التي تمارسها الأرض على الأجسام. بالقرب من سطح الأرض، تكون هذه القوة حوالي 9.8 متر في الثانية المربعة (م/ث²). عندما يكون الجسم خاضعاً فقط للجاذبية، فإنه سيتسارع نحو الأرض. هذا التسارع يعرف بتسارع الجاذبية.
سرعة الجسم هي نتيجة التسارع الناتج عن القوى المؤثرة عليه. إذا بدأ الجسم بالسقوط الحر من حالة الراحة، ستزداد سرعته مع مرور الوقت لأن الجاذبية تستمر في تسريع الجسم. وفقًا للفيزياء، يمكن حساب السرعة v باستخدام العلاقة التالية:
v=gt+v0
v هي السرعة النهائية،
g هو تسارع الجاذبية (حوالي 9.8 م/ث² على الأرض)،
t هو الزمن المنقضي،
v0 هي السرعة الأولية.
بالنسبة للسقوط الحر، تكون السرعة الأولية v0 عادة صفر (إذا بدأ الجسم بالسقوط من حالة الراحة)، لذا تصبح المعادلة كالتالي:
v=gt
هذا يعني أنه في غياب قوى أخرى مثل مقاومة الهواء، ستزداد سرعة الجسم بشكل متناسب مع الزمن.
ومع ذلك، في الواقع، تؤثر مقاومة الهواء على سرعة الجسم. مع زيادة سرعة الجسم، تزداد مقاومة الهواء حتى تساوي قوة الجاذبية، وفي هذه النقطة يسقط الجسم بسرعة ثابتة. تعرف هذه السرعة باسم السرعة النهائية.
باختصار، تتجلى العلاقة بين سرعة الجسم والجاذبية في كيفية تسبب الجاذبية في تسارع الجسم، والتسارع يؤدي إلى زيادة السرعة. ومع ذلك، في العالم الحقيقي، تؤثر عوامل مثل مقاومة الهواء أيضًا على السرعة الفعلية للجسم.
