Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Ελεύθερη πτώση»

επιμέλεια
μ (Ρομπότ: Προσθήκη: it:Caduta libera)
(επιμέλεια)
Η '''Ελεύθερη πτώση''' είναι ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη [[κίνηση]] ενός σώματος που οφείλεται στην επίδραση του βάρους του. Η [[επιτάχυνση]] του σώματος που πραγματοποιεί ελεύθερη πτώση ισούται με την [[ένταση]] του βαρυτικού πεδίου και είναι ανεξάρτητη της μάζας του σώματος.
{{επιμέλεια}}
 
Ο Αριστοτέλης πίστευε ότι τα βαρύτερα σώματα φθάνουν γρηγορότερα στη γη από τα ελαφρύτερα. Την αντίληψη αυτή είχε και η επιστήμη έως την Αναγέννηση, που ο Γαλιλαίος απέδειξε το λάθος αυτού του ισχυρισμού. Λένε ότι από τον πύργο της Πίζας άφησε να πέσουν ταυτόχρονα δύο μεταλλικές σφαίρες διαφορετικής μάζας και παρατήρησε ότι έφθασαν ταυτόχρονα στο έδαφος.
Λέμε ότι ένα σώμα κάνει ελεύθερη πτώση όταν το αφήσουμε να πέσει από κάποιο ύψος και η μόνη δύναμη που ενεργεί σ’ αυτό είναι το βάρος του, το οποίο θεωρείται σταθερό. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα. Η ελεύθερη πτώση, επακριβώς, πραγματοποιείται μόνο στο κενό.
Έχει αποδειχθεί ότι όταν αφήσουμε ένα μικρό σώμα να πέσει ελευθέρα, από μικρό ύψος από την επιφάνεια της γης, πέφτει με κίνηση ομαλά επιταχυνόμενη. Η επιτάχυνση έχει μέση τιμή g=9,81 m/s2 σε γεωγραφικό πλάτος 45ο. Η επιτάχυνση αυτή οφείλεται στην έλξη της γης και ονομάζεται [[Επιτάχυνση της βαρύτητας|επιτάχυνση της βαρύτητας.]]
Όταν ένα σώμα πέφτει στον αέρα ή σε υγρό, παραδείγματος χάρη στο νερό, η αντίσταση του μέσου δεν θεωρείται αμελητέα. Σ’ αυτήν την περίπτωση το σώμα αποκτά μια σταθερή ταχύτητα που λέγεται οριακή ταχύτητα. Στις περιπτώσεις αυτές που υπάρχει αντίσταση στην κίνηση, η πτώση δεν είναι ελεύθερη.
Στη Φυσική είναι εύκολο να καταλήξει κανείς σε λανθασμένο συμπέρασμα από μια τυχαία παρατήρηση. Έτσι, αν από το ίδιο ύψος αφήσουμε να πέσουν την ίδια χρονική στιγμή ένα φτερό και μια σφαίρα από μόλυβδο, το φτερό θα πέσει πολύ βραδύτερα από τη σφαίρα.
Αυτό συμβαίνει γιατί η αντίσταση που προβάλλει ο αέρας στην κίνηση του φτερού είναι πολύ πιο μεγάλη απ’ ότι στη σφαίρα, με αποτέλεσμα το φτερό να πέσει πιο αργά. Αν η αντίσταση του αέρα ελαττωθεί πολύ, τότε και το φτερό πέφτει με την ίδια επιτάχυνση που πέφτει και η σφαίρα. Λένε πως αυτό το απέδειξε πειραματικά ο Άγγλος Μπόιλ (Robert Boyle, 1627-1691) λίγο μετά το θάνατο του Γαλιλαίου. Με τη βοήθεια της αεραντλίας, την οποία ο ίδιος εφεύρε, αφαίρεσε τον αέρα από ένα γυάλινο σωλήνα, μέσα στον οποίο είχε τοποθετήσει ένα φτερό και μια μολύβδινη σφαίρα. Όταν ανέστρεψε το σωλήνα, το φτερό και η σφαίρα έπεσαν ταυτόχρονα. Στη συνέχεια ως «ελεύθερη πτώση» εννοούμε την πτώση, όταν οι αντιστάσεις του αέρα θεωρούνται αμελητέες και το βάρος σταθερό.
Εξισώσεις: Αν στις σχέσεις που περιγράφουν την ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση θέσουμε υ0=0 και α=g παίρνουμε τις εξισώσεις:
 
s=1/2gt2
 
και υ=gt
 
Οι σχέσεις αυτές περιγράφουν την ελεύθερη πτώση ενός σώματος, που αφήνεται από την ηρεμία. Από την εξίσωση του διαστήματος φαίνεται ότι, το διάστημα που διανύει ένα σώμα κατά την ελεύθερη πτώση, είναι ανάλογο του τετραγώνου του χρόνου, ενώ από την εξίσωση υ=gt φαίνεται ότι η τιμή της ταχύτητας είναι ανάλογη του χρόνου πτώσης.
 
Σημείωση: στις δύο ανωτέρω εξισώσεις δεν παριλαμβανεται η μάζα, κάτι που σημαίνει ότι είναι ανεξάρτητες από αυτή.
 
Οι πρώτες ιδέες για την ελεύθερη πτώση αποδίδονται στον [[Αριστοτέλης|Αριστοτέλη]] ο οποίος θεωρούσε ότι η μάζα του σώματος σχετίζεται με την ταχύτητα πτώσης. Η ελεύθερη πτώση μελετήθηκε ιδιαίτερα κατά τον 17ο αιώνα από τον [[Γαλιλαίο|Γαλιλαίος]] και τον [[Καρτέσιος|Καρτέσιο]] οι οποίοι κατέρριψαν την αντίληψη του Αριστοτέλη. Στην συνέχεια ο [[Νεύτωνας]] διατύπωσε γενικούς νόμους για την κίνηση των σωμάτων οι οποίοι περιέγραφαν κάθε μορφή κίνησης και η ελεύθερη πτώση έπαψε να αντιμετωπίζεται σαν ξεχωριστό αντικείμενο μελέτης.
 
[[Κατηγορία:Θεμελιώδεις έννοιες της φυσικής]]
25.839

επεξεργασίες