
Erkin tushish — bir tekis tezlanuvchan harakat bo‘lib, u og‘irlik kuchi ta’sirida, jismga ta’sir qiluvchi boshqa kuchlar bo‘lmaganda yoki e’tiborga olinmaydigan darajada kichik bo‘lganda yuz beradi. Yer yuzasida (dengiz sathida) erkin tushish tezlanishi qutblarda 9,832 m/s² dan ekvatorda 9,78 m/s² gacha o‘zgaradi.
Jumladan, parashyutchi sakrashning dastlabki bir necha soniyasida deyarli erkin tushish holatida bo‘ladi.
Yetarli massaga ega bo‘lgan istalgan jism yuzasiga erkin tushish mumkin (sayyoralar va ularning yo‘ldoshlari, yulduzlar, tardionlar (tardyons) va hokazo).
Har qanday obyekt erkin tushayotganda vaznsizlik holatida bo‘ladi (xuddi kosmik apparat bortida Yer atrofidagi orbitada harakatlanayotgan vaqtdagidek). Bu holatdan, masalan, kosmonavtlarni tayyorlashda foydalaniladi: kosmonavtlar bo‘lgan samolyot katta balandlikka ko‘tarilib, keskin pastga sho‘ng‘iydi va bir necha o‘n soniya davomida erkin tushish holatida bo‘ladi; shu paytda kosmonavtlar ham, samolyot ekipaji ham vaznsizlikni his qiladi.
Ta’rifga izoh
Chunki og‘irlik kuchi sayyora yaqinida ta’sir etadigan kuch deb tushuniladi, «erkin tushish» ta’rifiga qat’iy ma’noda faqat Yer yoki boshqa yirik astronomik jism yuzasiga yaqin joydagi harakat mos keladi. Muhim shart — muhit qarshiligining juda kichik bo‘lishi (yoki umuman bo‘lmasligi). Bunga sirtidan yoki ma’lum balandlikdan istalgan burchak ostida otilgan toshning uchishi misol bo‘ladi (tezlik kichik bo‘lsa, havo qarshiligini e’tiborga olmaslik mumkin). Odatdagi intuitiv tasavvurga zid ravishda, yuqoriga harakatlanish ham erkin tushish hisoblanadi. Harakat trayektoriyasi parabola bo‘lagi yoki to‘g‘ri chiziq kesmasi shaklida bo‘lishi mumkin.
Biroq ko‘pincha «erkin tushish» deganda jismning Yer yuzasi yaqinida boshlang‘ich tezliksiz tik pastga harakatlanishi tushuniladi. Bunda kundalik mulohazalarda atmosfera qarshiligi ba’zan harakatni buzuvchi omil emas, balki og‘irlik kuchi bilan bir qatorda bunday harakatning ajralmas xususiyati sifatida qaraladi.
Ba’zan «erkin tushish» rasmiy ta’rifidan kengroq talqin qilinib, jismning sayyoradan ancha uzoqda harakatlanishi ham shu tushunchaga kiritiladi. Bunday talqinga, masalan, Oyning Yer atrofida aylanishi yoki jismlarning kosmosdan tushishi ham mos keladi. Jism cheksizlikdan sayyora tomon erkin tushganda, uning yuzasiga yoki atmosfera yuqori qatlamlariga kamida ikkinchi kosmik tezlikka teng tezlikda yetib keladi. Uning trayektoriyasi giperbola, parabola yoki to‘g‘ri chiziqning bir bo‘lagidan iborat bo‘ladi; tezlanish doimiy emas, chunki o‘rganilayotgan sohada gravitatsion kuchning o‘zgarishi sezilarli darajada bo‘ladi.
Tarix
Og‘ir jismning erkin tushishiga oid miqdoriy nazariyani yaratishga dastlabki urinishlar o‘rta asr olimlari tomonidan qilingan. Ular orasida, avvalo, Saksoniyalik Albert va Nikolay Orem nomlarini tilga olish kerak. Biroq ular tushayotgan og‘ir jism tezligi bosib o‘tilgan yo‘lga mutanosib ravishda ortadi, deb xato hisoblaganlar. Bu xatoni birinchi bo‘lib D. Soto (1545) tuzatgan. U jism tezligi tushish boshlanganidan buyon o‘tgan vaqtga mutanosib ravishda ortishini to‘g‘ri aniqlagan va erkin tushishda bosib o‘tilgan yo‘lning vaqtga bog‘liqlik qonunini topgan (garchi bu bog‘liqlikni yashirin shaklda ifodalagan bo‘lsa ham). Tushayotgan jism bosib o‘tgan yo‘lning vaqt kvadratiga bog‘liqlik qonunini aniq ifodalash esa G. Galiley (1590) tomonidan amalga oshirilgan hamda uning «Ikki yangi fan haqida suhbatlar va matematik isbotlar» asarida bayon etilgan. Dastlab Leybnits, keyinchalik esa 1892—1893-yillarda Moskva davlat universiteti professori N. A. Lyubimov erkin tushishda vaznsizlik paydo bo‘lishini namoyish etadigan tajribalar o‘tkazganlar.
Hodisani namoyish qilish

Erkin tushish hodisasini namoyish etishda havo so‘rib olinadi — turli massali bir necha buyum joylashtirilgan uzun nay ichidan. Nay ag‘darilsa, jismlar massasidan qat’i nazar, uning tubiga bir vaqtda tushadi.
Agar bu buyumlar biror muhitga joylashtirilsa, og‘irlik kuchi ta’siriga qarshilik kuchi ham qo‘shiladi. Shunda buyumlarning tushish vaqtlari har doim ham bir xil bo‘lavermaydi, balki har bir holatda jismning shakli va zichligiga bog‘liq bo‘ladi.
Miqdoriy tahlil
Quyidagi koordinatalar sistemasini kiritamiz: Oxyz koordinatalar sistemasining boshi Yer yuzasida joylashgan, y o‘qi esa tik yuqoriga yo‘nalgan bo‘lsin. Endi massasi m bo‘lgan jismning y0 balandlikdan erkin tushishini ko‘rib chiqamiz. Bunda Yerning aylanishini va havo qarshiligini e’tiborga olmaymiz. Jism harakatining y o‘qiga proyeksiyasidagi differensial tenglama quyidagi ko‘rinishga ega:
bu yerda g — erkin tushish tezlanishi, kattalik ustidagi nuqtalar esa uning vaqt bo‘yicha differensiallanishini bildiradi.
Berilgan boshlang‘ich shartlar y = y0 va v = v0 (bu yerda v — jism tezligining vertikal o‘qqa proyeksiyasi) uchun differensial tenglamani integrallab, y va v kattaliklarning vaqtga bog‘liqligini topamiz; vaqt belgisi — t:
Boshlang‘ich tezlik nolga teng bo‘lgan xususiy holatda (ya’ni jism yuqoriga yoki pastga turtkisiz tusha boshlaganda) ushbu formulalardan jismning ayni paytdagi tezligi vaqtga — erkin tushish boshlanganidan beri o‘tgan muddatga — mutanosib, jism bosib o‘tgan yo‘l esa vaqt kvadratiga mutanosib.
Ta’kidlash joizki, bu natijalar jism massasiga bog‘liq emas, uning belgisi — m.
Erkin tushish rekordlari
Kundalik ma’noda erkin tushish deganda ko‘pincha Yer atmosferasida jismga og‘irlik kuchi va havo qarshiligidan boshqa hech qanday sekinlashtiruvchi yoki tezlashtiruvchi omil ta’sir qilmaydigan harakat tushuniladi.
Ma’lumotlarga ko‘ra, «Ginnesning rekordlar kitobi»da erkin tushishda bosib o‘tilgan masofa bo‘yicha 24 500 mlik jahon rekordi Yevgeniy Andreyevga tegishli. U bu rekordni 25 457 m balandlikdan parashyut bilan sakrash orqali o‘rnatgan. Uning sakrash sanasi — 1-noyabr, 1962-yil; voqea sodir bo‘lgan hudud — Saratov atrofi; tormozlovchi parashyut ishlatilmagan.
16-avgust kuni, 1960-yilda Jozef Kittinger rekord sakrashni amalga oshirdi — 31 km balandlikdan, tormozlovchi parashyut yordamida.
2005-yilda Luiji Kani erkin tushishdagi tezlik bo‘yicha jahon rekordini o‘rnatdi (troposferada sakrash paytida); erishilgan tezlik — 553 km/soat.
2012-yilda Feliks Baumgartner erkin tushishdagi tezlik bo‘yicha yangi jahon rekordini o‘rnatib, soatiga 1342 kilometr tezlikka erishdi.
30-iyul kuni, 2016-yilda amerikalik parashyut sportchisi Lyuk Eykins yerdagi yo‘naltirish vositalaridan foydalanib, 7600 metr balandlikdan parashyutsiz sakradi va o‘lchami 30×30 m bo‘lgan to‘rga tushib, noyob rekord o‘rnatdi.
Adabiyotlar
- Butenin N. V., Luns Ya. L., Merkin D. R. Nazariy mexanika kursi: Darslik. II jild. 3-nashr. — M.: Nauka, 1985. — 496 bet.
- Moiseyev N. D. Mexanikaning rivojlanish tarixi haqida ocherklar. — M.: Moskva universiteti nashriyoti, 1961. — 478 bet.
- Tyulina I. A. Mexanika tarixi va metodologiyasi. — M.: Moskva universiteti nashriyoti, 1979. — 282 bet.