سقوط آزاد در برابر حرکت پرتابه
سقوط آزاد و حرکت پرتابه دو مفهوم بسیار مهمی هستند که در مکانیک مورد بحث قرار می گیرند. این دو پدیده در زمینه هایی مانند اکتشافات فضایی، سیستم های آب و هوا، هوانوردی، کاربردهای نظامی و حتی ورزش نقش بسیار مهمی دارند. داشتن درک روشنی از این مفاهیم برای برتری در چنین زمینه‌هایی حیاتی است. در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که سقوط آزاد و حرکت پرتابه چیست، کاربردهای آنها، شباهت های این دو، تعاریف سقوط آزاد و حرکت پرتابه و در نهایت تفاوت بین سقوط آزاد و حرکت پرتابه.
سقوط آزاد چیست؟
سقوط آزاد به عنوان حرکت جسمی توصیف می شود که در آن نیروی گرانش تنها نیرویی است که بر جسم وارد می شود. حرکت جسم یک حرکت اینرسی است. برای درک درست مفهوم سقوط آزاد، ابتدا باید میدان گرانشی و پتانسیل گرانشی را درک کرد. گرانش نیرویی است که در اثر هر جرمی ایجاد می شود. جرم شرط لازم و کافی برای گرانش است. یک میدان گرانشی در اطراف هر جرمی تعریف شده است. جرم های m1 و m2 را در فاصله r از یکدیگر در نظر بگیرید. نیروی گرانشی بین این دو جرم G.m1m2 / r2 است که در آن G جهانی است ثابت گرانشی پتانسیل گرانشی در یک نقطه به عنوان مقدار کار انجام شده بر روی یک واحد جرم هنگام رساندن آن از بینهایت به نقطه داده شده تعریف می شود. از آنجایی که پتانسیل گرانشی در بی نهایت صفر است و مقدار کاری که باید انجام شود منفی است، پتانسیل گرانشی همیشه منفی است.انرژی پتانسیل گرانشی یک جسم به عنوان کار انجام شده بر روی جسم زمانی که جسم از بینهایت به نقطه مذکور برده می شود، تعریف می شود. هنگامی که یک جسم در حال سقوط آزاد است، انرژی پتانسیل گرانشی جسم به انرژی جنبشی تبدیل می شود. این باعث می شود که سرعت جسم افزایش یابد و در نتیجه شتاب ایجاد شود. این شتاب به عنوان شتاب گرانشی شناخته می شود. اجسامی که به دور اجسام سیاره ای می چرخند در حالت سقوط آزاد ثابت هستند. رانشگرها در چنین ماهواره‌هایی برای افزایش انرژی پتانسیل ماهواره استفاده می‌شوند تا به سیاره برخورد نکند.
پرتابه حرکت چیست؟
حرکت جسمی که پرتاب یا پرتاب می شود، به حرکت پرتابه معروف است. حرکت پرتابه می تواند در هر شرایطی انجام شود. در یک میدان گرانشی وقتی مقاومت هوا وجود ندارد، حرکت پرتابه را می توان به عنوان سقوط آزاد در نظر گرفت. پرتابه ها نقش بسیار مهمی در زمینه هایی مانند فناوری نظامی، اکتشافات فضایی و حتی ورزش دارند.سرعت اولیه ای که با پرتاب به جسم داده می شود به عنوان انرژی جنبشی در سیستم ذخیره می شود. حداکثر ارتفاع پرتابه به زاویه پرتاب جسم، سرعت اولیه و مقاومت هوا بستگی دارد. اغلب اوقات مقاومت هوا نادیده گرفته می شود تا محاسبه آسان شود.
تفاوت بین سقوط آزاد و حرکت پرتابه چیست؟
• سقوط آزاد فقط تحت گرانش اتفاق می افتد، اما حرکت پرتابه می تواند تحت هر میدان نیرویی رخ دهد.
• سقوط آزاد یک مورد خاص از حرکت پرتابه است که در آن سرعت اولیه صفر است.
• سقوط آزاد در شرایطی که مقاومت هوا وجود دارد رخ نمی دهد. جسم به سرعت نهایی می رسد، اما حرکت پرتابه می تواند در چنین شرایطی رخ دهد.
