حركت سهمی(١)
وقتی توپی را در فضا پرتاب می‌كنید، توپ مسیر مستقیم را طی خواهد نمود مگر آنكه تحت تأثیر نیرویی (مثل گرانش) قرار گیرد. وقتی در نزدیكی سطح زمین همان توپ را پرتاب كنید، توپ دیگر مسیر مستقیم را طی نمی كند، بلكه در مسیر منحنی حركت نموده و سرانجام با برخورد به زمین متوقف می‌شود.
ما می‌دانیم كه زمین باعث سقوط تمامی اجسام می‌شود از طرف دیگر توپ پرتاب شده میل دارد به جلو پیش برود. تركیب حركت سقوط و پیش رونده مسیر منحنی (سهمی) را كه شما مشاهده می‌كنید حاصل می‌كند.
تمرین:
مسیر خروج آب از فواره چگونه است؟
در فیلم زیر خروج آب از داخل شلنگ را مشاهده می‌كنید. پس از خروج آب از شیلنگ چه نیرویی به آن وارد می‌شود. آیا مسیر آن سهمی است؟
علاوه بر این فرض می‌كنیم كه مقاومت هوا نیز ناچیز بوده و از آن صرفه نظر می‌كنیم. این بدان معنی است كه حركت افقی یكنواخت است و سرعت در راستای x ثابت می‌ماند، اما اندازه سرعت در راستای (y) در حال تغییر است.
به عبارت دیگر، به واسطه گرانش حركت در راستای y شتاب دار بوده و مقدار آن 9/82m/s2 است. (این مقدار در دروس بعدی بررسی می‌گردد.)
در شكل زیر مسیر توپ به همراه دو مۆلفه حركت پرتابی رسم شده است.
سرعت افقی در طول مسیر ثابت است بنابراین مۆلفه x بردار سرعت در طول حركت به یك اندازه رسم شده است و از آنجا كه گرانش به سمت پایین است بنابراین بردار سرعت y پیوسته در حال بزرگ شدن می‌باشد.
تمرین:
در فیلم زیر واگنی را مشاهده می‌كنید كه با تندی ثابت افقی حركت می‌كند. همزمان توپی به صورت قائم از آن پرتاب می‌شود. از آنجا كه توپ دارای دو تندی افقی و قائم است بنابراین مسیر حركت آن سهمی می‌باشد.
به نظر شما آیا توپ به واگن باز می‌گردد؟
پدیده‌ی مشابه را بر روی سطح شیبدار در فیلم زیر مشاهده می‌كنید. به آن توجّه كنید.
به نظر شما آیا این موضوع نشان دهنده یكسان بودن تندی افقی توپ در طول مسیر حركت سهمی است؟
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا
