السقوط الحر

السقوط الحر


مصطلح عام يطلق على أية حركة تتحكم فيها قوى الجاذبية فقط. والسقوط الحر غير قاصر على الحركة لأسفل، فإذا ألقي أي جسم في الهواء، فإنه يكون في حالة سقوط حر عند كل نقطة من مساره. وبالرغم من أن الكائنات الموجودة في الفضاء لا "تسقط" فعلا باتجاه بعضها الآخر، إلا أنها في سقوط حر دائما على الرغم من أنها تتأثر بحقول جاذبية العديد من الأجسام السماوية.
وعندما يكون الشخص في طائرة معرضة للسقوط الحر، فإنه هو الآخر يكون في حالة سقوط حر ويتعرض للظاهرة التي يطلق عليها "انعدام الوزن". وحيث إن نفس تأثيرات الجاذبية تقع على كل من الشخص والطائرة، فإنه لا يشعر بأية عجلة تتناسب مع الطائرة.
ولقد عبر عن هذه الظاهرة بنجاح في القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي، حيث ذكر ابن الهيثم في كتابه المناظر : "الحركة المكتسبة إنما تكون بحسب مقدار المسافة وبحسب مقدار الثقل". وبهذا يقرر ابن الهيثم أن قوة الحركة إنما تكون بحسب مسافة السقوط وبحسب ما في الجسم من مادة. بينما عرف إخوان الصفا مقدار الثقل في رسائلهم بقولهم: "وأما الثقل والخفة في بعض الأجسام، فهو من أجل أن الأجسام الكليات كل واحد له موضع مخصوص، ويكون واقفا فيه لا يخرج إلا بقسر قاسر، وإذا خلي رجع إلى مكانه الخاص به، فإن منعه مانع وقع التنازع بينهما، فإن كان النزوع نحو مركز العالم يسمى ثقيلا، وإن كان نحو المحيط يسمى خفيفا".
وفي القرن السادس الهجري / الثاني عشر الميلادي بين ابن ملكا البغدادي أن سرعة السقوط تتزايد بتأثير جاذبية الأرض فيقول في كتابه المعتبر : "فإنك ترى أن مبدأ الغاية كلما كان أبعد، كان آخر حركته أسرع، وقوة ميله أشد، وبذلك يشج ويسحق. ولا يكون ذلك له إذا ألقي عن مسافة أقصر، بل يبين التفاوت في ذلك بقدر طول المسافة التي يسلكها".
وفي القرن السادس الهجري / الثاني عشر الميلادي أدرك الخازني العلاقة بين قوة التساقط والمسافة بين الجسم الساقط ومركز الجذب فيقول في كتابه ميزان الحكمة : "إن الأجسام الساقطة تنجذب نحو مركز الأرض. وإن اختلاف قوة الجذب يرجع إلى المسافة بين الجسم الساقط وهذا المركز". وهذه إشارة واضحة إلى أن الجسم كلما كانت مسافة سقوطه أطول، كانت سرعة سقوطه أعلى، ومن ثم كانت قوة ارتطامه أشد. وهو مفهوم كمية الحركة التي تتناسب مع سرعة الجسم ومع كتلته.
ويجرب هواة القفز بالمظلات السقوط الحر لفترة قصيرة قبل فتح المظلة، ولكن بعد ذلك تصبح قوة مقاومة الهواء ضد جسم القافز هامة ولا يمكنه بعدئذ أن يسقط سقوطا حرا. وفي حقيقة القول، يمكن الوصول إلى سرعة قصوى تبلغ حوالي من 180 إلى 250 كم / ساعة ويعتمد هذا على موضع جسم الجندي. ويمكن للطائرة أن تحاكي ظروف السقوط الحر لمدة تصل إلى حوالي دقيقة واحدة عن طريق الطيران في مسار معين على شكل قطع مكافئ ومن ثم يتعرض الركاب لانعدام الوزن لفترة مؤقتة.
وفي حقيقة القول، فإنه توجد تأثيرات أخرى بجانب الجاذبية لا يمكن تجنبها أو تفاديها، على سبيل المثال، فمقاومة الهواء في الغلاف الجوي المحيط بالأرض تقلل من معدل سقوط الشيء بينما توجد هنالك قوى احتكاك أخرى أقل وضوحا تؤثر على سرعة دوران الأجسام.