حرکت خطی ( قسمت چهارم )
به نام خدا
در این قسمت با آخرین مبحث حرکت خطی ( شتاب گرانشی ) آشنا می شویم
یادآوری
همانطور که خوادیم شتاب به معنای تغییرات سرعت یک جسم در یک بازه ی زمانی است . مشکلی که اغلب با آن روبه رو هستیم این است که غالبا شتاب را با سرعت اشتباه می گیریم .
این به دلیل آن است که مفهوم شتاب کمی پیچیده است زیرا شتاب آهنگ یک آهنگ ( در قسمت قبل با آهنگ آشنا شدیم) است (بهتر است که درباره ی تعریف شتاب و سرعت فکر کنید تا متوجه این تفاوت شوید). در ادامه دانسیم که اجسامی را که از ارتفاعی از زمین رها می کنیم تحت تاثیر شتاب گرانشی قرار می گیرند.
شتاب گرانشی
در فیزیک شتاب گرانشی را با نماد g نشان می دهیم . شتاب گرانشی در سطح زمین 10 متر در مجذور ثانیه است و این بدین معناست که اگر جسمی را از ارتفاعی از سطح زمین رها کنیم این جسم در هر ثانیه 10 متر بر ثانیه بر سرعتش افزوده می گردد. اگر جسمی را از ارتفاعی رها کنیم ، پس از گذشت یک ثانیه سرعتش 10 متر بر ثانیه می شود و پس از گذشت 2 ثانیه سرعتش 20 متر بر ثانیه می شود و به همین ترتیب در هر ثانیه به سرعتش 10 واحد اضافه می گردد.
با توجه به مثال بالا می توانیم برای بدست آوردن سرعت اجسام رابطه ی زیر را در نظر بگیریم:
v = g.t
و از آنجا که در سطح زمین g = 10 m/s بنابراین داریم :
v = 10.t
نکته : در این رابطه v سرعت جسم در حال سقوط است و g = 10 m/s شتاب گرانشی است و t زمان رسیدن جسم از ارتفاع مشخص شده به سطح زمین است.
نکته : به شباهت این رابطه با رابطه ی v = at توجه کنید. به یاد داشته باشید تمامی روابطی که برای شتاب اجسام وجود دارد برای شتاب گرانشی نیز صادق است.
تغییر مکان در حالت شتاب گرانشی
برای بسیاری از ما این سوال ممکن است پیش آید که جسمی که در حال سقوط آزاد است چقدر جابه جا می شود ؟
پاسخ : گالیله این سوال را برای ما حل کرده پاسخ را می توانید طبق رابطه ی زیر بدست آورید:
مسافت طی شده = ( زمان.زمان.شتاب گرانشی )1/2
و به بیان ریاضی خواهیم داشت :
d = 1/2.g.t2
و چون g = 10 است خواهیم داشت:
d = 5.t2
نکته: d نماد جابه جایی است ( البته X هم نماد جابه جایی است ).( / نماد تقسیم و . نماد ضرب است)
نکته : یکای d ، متر است.
نکته : این رابطه را در صورتی که جسم تحت تاثیر شتاب گرانش نباشد می توان به صورت زیر نوشت :
d = 1/2.a.t2
با توجه به آنچه گفته شد نتیجه می گیریم که اگر جسمی به مدت 1 ثانیه در حال سقوط آزاد باشد 5 متر سقوط می کند و اگر این جسم به مدت 2 ثانیه سقوط کند 20 متر جابه جا می شود و این الگو ادامه خواهد داشت.
بخش حرکت خطی به پایان رسید امیدوارم که مورد قبولتان واقع گردیده باشد. یادتان باشد که حرکت خطی یکی از مباحث پیچیده در فیزیک است بنابراین برای آنکه بهتر متوجه این مقوله شوید بهتر است که سیر تحقیقاتی خود را ادامه دهید آن زمان است که متوجه خواهید شد که حرکت خطی چقدر جذاب و ساده است.
