الريشة الساقطة تسابق الحجر

Free Web Hosting Provider - Web Hosting - E-commerce - High Speed Internet - Free Web Page

أثبت لنفسك أن جاليليو كان على حق‍! ‍‍‍‍‍‍‍‍‍

افترض العالم الإيطالى "جاليليو" أنه عند سقوط جسمين أحدهما خفيف الوزن والآخر ثقيل فإنهما يصلان إلى الأرض معا (فى وقت واحد) بنفس السرعة ، وقام بهذه التجربة من على برج بيزا المائل .

In a famous demonstration, Galileo supposedly dropped a heavy weight and a light weight from the top of the Leaning Tower of Pisa to show that both weights fall at the same acceleration.

وفى الحقيقة فإن هذه التجربة تكون حقيقية إذا لم تكن مقاومة الهواء للجسم الخفيف موجودة . هذه النموذج سيوضح لك صدق فرض "جاليليو" .

Actually, this rule is true only if there is no air resistance. This demonstration lets you repeat Galileo's experiment in a vacuum.

الأدوات المستخدمة

1- أنبوبة من الزجاج أو البلاستيك صلبة وشفافة . يكون قطرها من الداخل علىالأقل 2.5سم وطولها حوالى 90سم وكلما كانت طويلة كان ذلك أفضل . (مصباح نيون 120 سم يصلح لذلك).

2- سدادة من الفلين وأخرى بها ثقب بحيث يناسب فتحتى الأنبوبة .
( ويمكن استخدام أدوات أخرى بديلة) .

3- أنبوبة نحاسية رفيعة طولها 10سم وتكون مناسبة لفتحة السدادة المطاطية . (ممكن استخدام أنبوبة من الزجاج ).

5- عملة معدنية وريشة طائر خفيفة (ويمكن استخدام أى أدوات مناسبة).

A clear, plastic, rigid-walled tube with at least a 1 inch (2.5 cm) inner diameter

and at least 3 feet (90 cm) long. Available at your local plastic store. (Longer tubes show the effect more clearly.)

A solid rubber stopper and a one-hole rubber stopper to fit in the ends of the plastic tube.

A section of copper tubing about 4 inches (10 cm) long that fits tightly in the hole in the rubber stopper (glass tubing can be used if care is taken).

A thick-walled flexible plastic or rubber vacuum tubing about 6 feet (180 cm) long.

ثبت سدادة بأحد طرفى الأنبوبة . ضع بداخل الأنبوبة ريشة الطائر وعملة معدنية أو كرة حديد صغيرة . أغلق الطرف الآخر للأنبوبة مع ملاحظة تثبيت الأنبوبة النحاسية الرفيعة بالسدادة المطاطية بحيث تكون محكمة الإغلاق . صل الأنبوبة المطاطية بالنحاسية باستخدام مشبك ربط ، اربط طرف الأنبوبة بمضخة تفرغ للهواء باستخدام مشبك الربط الآخر . ولك كل الحرية فى استخدام أدوات بديلة لتفريغ الهواء من الأنبوبة الكبيرة (الأساسية) .

Insert the solid stopper firmly into one end of the plastic tube. Put the coin and feather in the tube. Push the copper tube through the one-hole stopper, and firmly insert the stopper in the other end of the plastic tube. Push the vacuum tubing over the copper tube and secure it with a hose clamp, if needed. Attach the other end of the vacuum tubing to the pump; again, use a hose clamp if needed.

اقلب الأنبوبة لتسقط الريشة والجسم المعدنى . تلحظ سقوط الجسم المعدنى بسرعة أكبر من الريشة .
اسحب الهواء من الأنبوبة ثم اقلب وضعها مرة أخرى ليسقط الجسمين لا حظ أن سرعة الريشة ازدادت .
اسمح للهواء يخل مرة أخرى وكرر الجربة عدة مرات . ( لاتستخدم الأجسام المطاطية إذا استخدمت أنبوبة من البلاستيك حتى لا يحدث تجاذب كهروستاتيكى بين الجسم والأنبوبة أو بين الرشة والأنبوبة ).

Invert the tube and let the objects fall. Notice that the feather falls much more slowly than the coin. Now pump the air out of the tube and invert it again (the pump can remain attached while you invert the tube). Notice that the feather falls much more rapidly than before - in fact, it falls almost as fast as the coin. Let the air back into the tube and repeat the experiment. (Try to avoid rubbing the wall of the tube; otherwise, static electricity may make the feather stick to it.)

افترض جاليليو أن الجسمين الثقيل والخفيف سيسقطان بنفس السرعة ويصلان معا فى وقت واحد وذلك لسبب بسيط . لو افترضنا أن الجسم المعدنى كتلته أكبر من الجسم الخفيف (الريشة) بخمسين مرة مثلا ، فإن هذا يعنى أن الأرض ستجذب الجسم المعدنى بقوة أكبر من جذبها للريشة بخمسين مرة . ولذلك تعتقد أن الجسم الأثقل سيصل إلى الأرض أسرع . لكن مايحدث أنه بقدر قوة الجاذبية الكبيرة للأرض للجسم الثقيل فإن ثقلة وكتلته الكبيرة تعوقه عن الحركة أى أن هذين العاملين يلغى أحدها تأثير الآخر ولذلك يصل الجسمين فى نفس الوقت معا .

Galileo predicted that heavy objects and light ones would fall at the same rate. The reason for this is simple. Suppose the coin has 50 times as much mass as the feather. This means that the earth pulls 50 times as hard on the coin as it does on the feather. You might think this would cause the coin to fall faster. But because of the coin's greater mass, it's also much harder to accelerate the coin than the feather - 50 times harder, in fact! The two effects exactly cancel out, and the two objects therefore fall with the same acceleration.

وتعطى التجربة نتائج ناجحة وحقيقية طالما أن قوة الجاذبية الأرضية هى القوة الوحيدة المؤثرة على الجسمين . لكن ما يحدث فى الواقع أن الهواء يقاوم الأجسام الخفيفة بقوة أكبر من مقاومته للأجسام الثقيلة أثناء سقوطها و لذلك لا تكتسب الأجسام الخفيفة تسارعا أثناء سقوطها ( تأثير مقاومة الهواء أعلى من قوة جذب الأرض ) و ولذلك تسقط بسرعة تسمى السرعة النهائية terminal velocity .

أما الجسام الثقيلة فإنها عند سقوطها تكتسب تسارعا يكفيها لمقاومة الهواء وتصبح مقاومة الهواء تعادل تقريبا قوة جذب الأرض وبالتالى ينفصل الجسم الثقيل ويسقط بسرعة تاركا الجسم الخفيف.