|
|
עמוד:65
בדרך כלל נשתמש בערך הממוצע הבא עבור ? . g 2 ± 9 . 8 ms = g g חיובי , אם הכיוון מטה מוגדר חיובי , ושלילי — אם הכיוון מעלה מוגדר חיובי . מהנדסי טיס וטייסים משתמשים g-j כביחידת תאוצה . אם אומרים על מטוס צולל כי תאוצתו היא 2 . 2 g ( או , ( 2 . 2 G פירוש הדבר שתאוצתו גדולה פי 2 . 2 מתאוצת הכבידה , ושווה 21 . 56 מ \ שנ . הערה היסטורית : ניסויים ודיונים בגופים נופלים בישרו את הולדת המכניקה . גלילאו גליליי 1564 ) ( 1642 היה הראשון שהפריך את טענת אריסטו , כי גוף כבד נופל מהר יותר מגוף קל . גלילאו התבסס על נימוק עיוני ועל תוצאות של ניסויים . הנימוק העיוני היה שעל גוף כבד נוכל לחשוב בדמיוננו כמורכב מהרבה גופים קלים הצמודים זה לזה . אם כל אחד מהגופים הקלים לכשעצמו נופל לאט , אין כל סיבה שכאשר הם צמודים זה לזה הם יפלו מהר יותר . הנימוק העיוני , משכנע ככל שיהיה , היה חשוב פחות מהנימוק הניסויי . בניסויים שערך גלילאו בגופים המתגלגלים במדרון הוא מצא , שהמרחק שהגוף עבר נמצא ביחס ישר לריבוע הזמן : x - t התוצאה עמדה בעינה גם כשזווית הנטייה של המדרון הלכה וגדלה , וגלילאו הסיק שיחס זה בין הדרך לזמן יתקיים גם כאשר הזווית תהיה , 90 ° כלומר בנפילה חופשית . הקשר x ~ t המופיע במשוואה ( 5 . 13 ) מעיד על תנועה בתאוצה קבועה . בעזרת המדרון המשופע התגבר גלילאו על הקושי לבצע מדידות בגופים המבצעים נפילה חופשית ממש . מדידות אלו היו מסובכות מדי לביצוע באמצעים הפרימטיביים למדידת זמן שעמדו לרשותו ) . מספרים על גלילאו שבאחד מניסוייו השליך משקולת קלה ומשקולת כבדה מראש מגדל פיזה . אם יש אמת בסיפור זה , הייתה זו קרוב לוודאי הדגמה , שנועדה להראות כי שתי המשקולות הגיעו לארץ יחדיו , ולא ניסוי ממש שבו נמדדו זמני הנפילה ( . בעזרת שעון יד דיגיטלי המצויד במנגנון עצר , תוכל לבצע בעצמך ניסויים מדויקים יותר מאלה של גלילאו , הן על גופים המתגלגלים במדרון והן על גופים נופלים . אם במהלך ניסויים אלה תפיל ביחד מטבע ופיסת נייר , תיווכח כי המטבע יגיע לרצפה לפני הנייר . הסיבה לכך היא התנגדות האוויר , שאינה משפיעה כמעט על נפילתם של מטבע או אבן ( לפחות בתחילת הנפילה , כשהמהירות אינה גדולה מדי , ( אך מעכבת במידה ניכרת את נפילתם של גופים קלים יחסית ובעלי שטח גדול , כגון דף נייר , נוצה או מצנח פתוח . להצהרה "נפילת חופשית היא בתאוצה קבועה של 9 . 8 מ \ שנ " עלינו להוסיף אפוא הסתייגות : "בתנאי שהתנגדות האוויר זניחה . " הדגמה מרשימה של נפילה חופשית בהיעדר התנגדות אוויר נעשתה באחת מטיסות אפולו לירח . בשידור טלוויזיה שהועבר לצופים על כדור הארץ , נראה אסטרונאוט עומד על קרקע הירח ומשמיט פטיש ונוצה שנעו זה בצד זה והגיעו לקרקע יחדיו ) . אפשר לבצע הדגמה כזו גם על כדור הארץ , בתוך צינור שקוף מרוקן מאוויר . ( יש סתירה מביכה בין ההצהרה לפיה "חוקי הפיסיקה הם החוקים הבסיסיים ביותר של המציאות , הנכונים תמיד והמדויקים בכל מצב" לבין העובדה שבמקרים רבים אנו מוסיפים לחוק פיסיקלי הסתייגות , המעידה כביכול על כך שבעולם הממשי החוק הזה מתקיים רק בקירוב . נדון בכך ביתר פירוט בהמשך הקורס . כאן רק נציין כי : . 1 אפשר להתחשב גם בהשפעת התנגדות האוויר על הנפילה החופשית ( ובהמשך נלמד איך לעשות זאת , ( אלא שמשוואות התנועה תהיינה אז מסובכות יותר . . 2 במקרים רבים ( למשל — נפילה של מטבע או אבן מגובה של מספר מטרים ) ההשפעה של התנגדות האוויר היא כה קטנה , עד כי התוצאה לא תשתנה באופן מעשי , בין אם נתחשב בהתנגדות האוויר ובין אם לא נתחשב בה .
|
|