خیلی ممنونچرا در سقوط آزاد احساس بی وزنی می کنيم؟
پرسش بالا عنوان مقاله ای است از آقای دکتر پيروز مهذبی استاد فيزيک دانشگاه ويسکانزين که در شماره ی اخير April 2006 مجله ی فيزيکس تيچر به چاپ رسيده است. در کتاب های درسی فيزيک احساس بی وزنی را - در حين سقوط آزاد - با استفاده از عدم اعمال نيروی تکيه گاه بر شخص توجيه می کنند ؛ به طوری که گفته می شود در فاصله ای که شخص با زمين يا تکيه گاه ديگری تماس ندارد و تنها نيروی وزن بر او وارد می شود ، شخص احساس بی وزنی می کند.حال آنکه آقای دکتر مهذبی در مقاله ی خود سعی کرده اند از يک مدل بسيار ساده برای تبيين و توضيح اين موضوع استفاده کنند. به اين منظور ، مجموعه ای يک بعدی شامل N قالب که توسط فنرهايی مشابه و بدون جرم به هم وصل شده اند مطابق شکل زير در نظر بکيريد.جرم هر قالب برابر m است و مجموعه روی سطحی بدون اصطکاک و در حال سکون قرار دارد.
برای آنکه مجموعه شتابی برابر a و به طرف راست بگيرد دو راه وجود دارد. روش اول برای انجام موفقيت آميز اين کار اعمال نيروی افقی f است که به هر قالب مطابق شکل زير در جهت راست وارد شده است.
روش دوم برای شتاب گرفتن مجموعه اعمال نيروی F=Nf به سمت چپ و يا راست مجموعه مطابق شکل زير است.اندازه این تصویر کوچک شده است ! برای مشاهده تصویر اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی تصویر 800x237 و حجم آن 21 کیلوبایت میباشد.
هر چند شتاب هر قالب و در نتيجه مجموعه ی قالب ها در هر دو روش برابر a است ولی يک تفاوت اصلی بين اين دو روش وجود دارد. در روش اول هيچ يک از قالب های مجاور به يکديگر نيرويی وارد نمی کنند در حالی که در روش دوم هر قالب به قالب های مجاور خود نيرو وارد می کند و در نتيجه فنر هايی که قالب ها را به يکديگر وصل کرده اند با توجه به چگونگی اعمال نيروی F به مجموعه ی قالب ها در حالت الف يا ب شکل بالا به ترتيب فشرده و يا کشيده می شوند.
آقای دکتر مهذبی در ادامه ی مقاله ی خود با توجه به آنچه بيان شد نتيجه می گيرد که اجزای سازنده ی بدن در حين سقوط آزاد مطابق آنچه در خصوص شکل دوم بيان شد به يکديگر نيرويی وارد نمی کنند و همين موضوع سبب می شود که شخص در حين سقوط آزاد احساس بی وزنی کند. همچنين حالتی را نظر بگيريد که شخصی درون آسانسوری ايستاده است و آسانسور به طرف بالا و يا طرف پايين به طور شتابدار در حرکت است. در اين صورت شخص به ترتيب احساس وزن بيشتر و يا وزن کمتری می کند . اين وضعيت را می توان به کمک دو حالت نشان داده شده در شکل سوم توجيه کرد
جالب بود
خب وقتی یک شخص در آب هستش چرا احساس بی وزنی میکنه؟
جواب بصورت نقل قول
.gif "N Aggressive (31)")
.gif)
