العوامل الفيزيائية التي تؤثر على المظلات

المظلة هي واحدة من أكثر الطرق البصرية لفهم قوة الجاذبية والهواء ، وكيف يمكن أن يعمل كل منهما ضد الآخر. تجعل المظلة ما يبدو مستحيلًا ، مثل القفز بأمان من طائرة ، ممكنًا. يسمح للمستخدم بتسخير الهواء للتحكم وإبطاء نزوله.

المظلة هي عبارة عن نسيج خفيف الوزن متصل بجسم أثقل ، مثل جسم الإنسان. بينما تعمل الجاذبية على سحب الجسم نحو الأرض ، يتم فتح المظلة ، وإطلاق القماش الذي يعمل ضد الجاذبية ، مما يؤدي إلى إبطائه. المظلة بالطبع لا توقف الجاذبية. يصل الكائن في النهاية إلى الأرض. تعمل المظلة على إبطائها بدرجة كافية بحيث يهبط الجسم بشكل أكثر نعومة مما لو كان بدونه. تقلل المظلات الجاذبية لدرجة أن جسم الإنسان يمكن أن يسقط بأمان من طائرة أثناء استخدام واحدة.

عندما تفتح المظلة ، فهي قوة ثانية تعمل ضد الجاذبية. هذه مقاومة الهواء. يتجمع الهواء تحت مظلة القماش ، ويدفعه لأعلى بينما تسحب الجاذبية الجسم الثقيل المتصل به لأسفل. يؤدي هذا الدفع إلى إبطاء سقوط الجسم عن طريق مقاومة الهواء الموجود أسفل المظلة. مقاومة الهواء هي قوة غير متحفظة ، حيث أن العمل الذي تقوم به يعتمد على الحركة الهبوطية للجسم الثقيل الذي تجذبه الجاذبية نحو الأرض.

عندما يسقط جسم ثقيل ، فإنه يصل إلى سرعة تسمى السرعة النهائية. هذه هي السرعة التي سيستمر بها الجسم في الانخفاض ما لم يوقفه شيء ما. على سبيل المثال ، ينتهي الهبوط على الأرض بسرعة نهائية. يؤدي فتح المظلة إلى تغيير السرعة النهائية ، مما يجعلها أبطأ بكثير من السرعة النهائية لجسم ما في حالة السقوط الحر. ينتج عن المظلة المفتوحة مقاومة هواء أكبر من قوة الجاذبية. تنخفض السرعة النهائية حتى يتم التوازن مرة أخرى ، والذي يحدث بسرعة بطيئة بما يكفي لكي يهبط الجسم الساقط بأمان.

جرب الجاذبية ومقاومة الهواء والسرعة النهائية من خلال صنع مظلة مصغرة خاصة بك. قم بعمل أربعة ثقوب متساوية الأبعاد حول حافة الكوب الورقي. اربط طولًا في كل ثقب من الثقوب ، ثم اربط الأطراف الأخرى بزوايا مظلة مقطوعة من كيس بقالة بلاستيكي. قف على سلم وقم بإسقاط الكوب. قد تحتاج إلى تجربة حجم وشكل المظلة وأطوال الأوتار قبل أن تتمكن من إرسال الكوب لأسفل بشكل موثوق دون إراقة البنسات.