جهت شتاب و سرعت

مسیر حرکت اتومبیل زیر را در نظر بگیرید. ابتدا متحرک از سراشیبی پایین رفته، در قسمت بعدی مسیر سطح همواری را پیموده، آن گاه منحنی 180 درجه ای را دور می زند و در آخر بخش همواره پایانی را طی می کند. این حرکت در انیمیشن زیر نشان داده شده است.

جهت مشاهده فیلم اینجا کلیک کنید.

سرعت اتومبیل هنگام پایین رفتن از سراشیبی زیاد می شود  یعنی متحرک شتاب می گیرد. در هنگام پیمودن بخش هموار مسیر، سرعت اتومبیل (به علت وجود نیروهای مقاومت هوا) کاسته می شود.

بار دیگر می توان گفت اتومبیل شتاب گرفته است. نهایتاً هنگام عبور از منحنی 180 درجه ای، متحرک تغییر جهت می دهد، در این جا نیز حرکت  اتومبیل به علت تغییر جهت، شتابدار شده است. اجسام شتابدار همواره تغییر سرعت - به علت تغییر جهت بردار سرعت (افزایش یا کاهش سرعت)- یا تغییر جهت مسیر حرکت دارند.

انیمیشن ساده بالا در مورد حرکت این اتومبیل اطلاعات بیشتری به ما می دهد. سرعت و شتاب اتومبیل با بردار نشان داده شده است. جهت این بردارها نشانگر جهت بردارهای سرعت و شتاب است. به یاد داشته باشید که بردار سرعت همواره در جهت حرکت اتومبیل است. اتومبیلی که به سمت شرق حرکت می کند، بردار سرعتش در جهت شرق است.  اتومبیلی که به سمت غرب حرکت می کند، بردار سرعتش در جهت غرب است.

جهت بردار شتاب به سادگی بردار سرعت تعیین نمی شود. همانطور که در انیمیشن بالا ملاحظه می کنید، ممکن است اتومبیلی که به سمت شرق حرکت می کند، بردار شتابش در جهت غرب باشد. ویا اتومبیلی که به سمت غرب حرکت می کند، ممکن است بردار شتابش در جهت شرق باشد. بنابراین چگونه می توان جهت بردار شتاب را معین کرد؟ یک قانون کلی به سادگی جهت شتاب را تعیین می کند. به این ترتیب که : اگر سرعت جسمی کم شود، شتابش در خلاف جهت حرکتش است. با استفاده از این قانون نتیجه می گیریم اتومبیلی که به سمت شرق در حرکت است چنانچه سرعتش کم شود، بردارش در جهت غرب خواهد بود.

در بحث تعیین جهت شتاب توجه داشته باشید که هنگام کاهش سرعت متحرک می توان از قانون کلی استفاده نمود.

مرکزیادگیری سایت تبیان - تهیه: بهاره امینی

تنظیم: سمیرا بادامستانی