עמוד:62

8 . 1 המושג ^ ' פילה חופשית" הגדרת המושג "נפילה חופשית : " " נפילה חופשית " היא תנועת גוף בהשפעת כוח הכובד בלבד . כדי לחקור נפילה חופשית של גוף עלינו לשחרר אותו בריק , כדי שמלבד כוח הכובד לא יפעלו עליו כוחות נוספים , כגון התנגדות האוויר , בגלל הקושי הטכני הכרוך בעריכת ניסויים בריק , נערוך בעיקר ניסויים שבהם הגופים ינועו אמנם באוויר ( ולא בריק , ( אולם נבחר גופים שמשקלם גדול , במובן זה שהתנגדות האוויר שתפעל עליהם תהיה קטנה לעומת משקלם . במקרים אלה נוכל להזניח את התנגדות האוויר , ותנועת הגופים תהיה בקירוב "נפילה חופשית . " ה " נפילה החופשית " אינה מוגבלת לתנועת גוף המשוחרר ממנוחה ( איור 47 א ;( גם התנועה המתקבלת לאחר הטלת גוף אנכית מטה ( איור 47 ב ) ( כלומר החל מהרגע שהיד המטילה אותו מרפה ממנו ) או התנועה של גוף לאחר הטלתו אנכית מעלה ( איור 47 ג ) הן "נפילה חופשית . " שני המקרים האחרונים מכונים "זריקה אנכית . " גם זריקה משופעת , כגון זו של כידון שמוטל בכיוון משופע כמתואר באיור 47 ד היא נפילה חופשית לאחר השתחררותו מידו של מטיל הכידון . אף תנועת הירח ( איור 48 ה ) עונה על ההגדרה של "נפילה חופשית . " כאשר גוף נזרק אנכית מטה , כמו באיור 47 ב , כל עוד הוא נע יחד עם ירו של הזורק האוחזת בו - תנועתו עדיין אינה " נפילה חופשית " ( בגלל שהתנועה מושפעת מפעולת היד . ( מרגע שהגוף משתחרר מן היד - תנועתו היא "נפילה חופשית . " היכן נלקחת בחשבון השפעת היד על תנועת הגוף ? הדבר נלקח בחשבון בכך שהגוף מתחיל את נפילתו החופשית עם מהירות התחלתית שכיוונה אנכית מטה , וזאת בניגוד למה שקורה באיור 47 א . מהירות התחלתית זו היא תוצאה של הכוח שהיד מפעילה . מצב דומה מתרחש בזריקה אנכית מעלה ובזריקה משופעת - תנועות שנבדלות במהירות ההתחלתית . בפרק זה נגביל עצמנו לנפילה חופשית המתנהלת לאורך מסלול אנכי ( איורים 47 א , 47 ב 47-ו ג . ( בתנועות כגון זו המתוארת באיור 47 ד נעסוק בפרק ה - תנועות במישור , ובתנועות כגון זו המתוארת באיור 47 ה נעסוק בפרק ט - "כבידה . " . 8 נפילה חופשית נדון במצב זה : אדם מחזיק בידיו חפץ בגובה מסוים מעל פני הקרקע , ומשחרר אותו ממנוחה . 7 f ann f a n & ijAD t \ 0 \ r > M נשחרר דף נייר מנקודה הנמצאת מעל הקרקע ונתבונן בו במהלך נפילתו . לאחר מכן נקמט את הדף ונביאו לצורה דמוית כדור , ושוב נשחרר אותו ונתבונן במהלך נפילתו . מתצפיות אלה מתברר , הם ללא מדידות מדויקות , כי נפילת הנייר בשני המצבים שונה . השוני נובע מכך שהתנגדות האוויר לנפילת דף הנייר שונה בשני המצבים . כדי לחקור נפילת גופים המתרחשת ללא השפעת התנגדות האוויר , נעסוק ב " נפילה חופשית " של הגופים . תחילה נבהיר מושג זה , ולאחר מכן נענה על שאלת סוג התנועה של חפץ המשוחרר מגובה מסוים מעל הקרקע .

מכון ויצמן למדע. המחלקה להוראת המדעים

ישראל. משרד החינוך


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר