۵ - حرکت پرتابه

یه بازیکن بسکتبال و یه دایور چه چیز مشترکی دارن؟ هردوشون پرتابه میشن. یه پرتابه، یه بدنه که پرتاب میشه یا تو هوا میوفته. برای پرتابه شدن، بدن نباید در تماس با بدن دیگه باشه. جاذبه (فصل ۴ رو ببینید) تو جهت عمودی عمل میکنه و سبب ایجاد شتاب -۱۰ m/s/s (به طرف پایین) میشه. اگه مقاومت هوا رو نادیده بگیریم (فصل ۹ رو ببینید)، شتاب تو جهت افقی، ۰ m/s/s هست.

۴ - کم و زیاد کردن سرعت: شتاب

شتاب (a) نرخ تغییرات سرعت رو با توجه به زمان توضیح میده. برای محاسبه شتاب، تغییرات در سرعت (Δv_direction) یه بدن در یه بازه زمانی، بر طول زمان (Δt) تقسیم میشه یا به صورت فرمول a مساوی است با Δv تقسیم بر Δt. شتاب مفهوم تغییرات حرکت رو مقداردهی میکنه و یه بدن وقتی شتاب میگیره که سرعتش تو یه جهت خاص کم و زیاد بشه.

Δv یا تغییرات سرعت در یه بازه زمانی، به صورت v_f – v_i محاسبه میشه. Δt هم که طول اون دوره ست. هر دو سرعت Δv باید تو یه جهت باشن. من میتونم تفاوت بین سرعت در جهت x رو با سرعت در جهت y حساب کنم، اما این نه تنها غلطه بلکه بی معنی هم هست.

۳ - بدن چقدر تند میره؟

تغییر در موقعیت یعنی یه بدن تو یه بازه زمانی در فضا حرکت میکنه. فاصله و جابجایی نشون میدن که بدن در فضا چقدر دور میشه. این بازه زمانی Δt نامیده میشه (بخونین دلتا تی). Δt به صورت t_f – t_i محاسبه میشه (بخونین زمان آخر منهای زمان اولیه) که توش t_f زمان آخر دوره است و t_i زمان اول دوره است. با تقسیم کردن "چقدر دور" بر "بازه زمانی"، میفهمیم که بدن چقدر تند میره (با نرخ تغییرات موقعیت در واحد زمان). واحد "چقدر تند"، واحد "چقدر دور" تقسیم بر واحد های "زمان" هستن یا m/s (متر بر ثانیه). احیانا با kph (کیلومتربر ساعت) که در واقع واحد میزان تند رفتن با ماشینه.

اسپید و سرعت مفاهیمی هستن که میگن بدن چقدر تند میره. مثل فاصله و جابجایی، این مفاهیم اغلب جای هم به کار میرن. اما توی کینه ماتیک، معانی مختلف و مشخصی دارن. تو این بخش، چگونگی محاسبه اسپید و سرعت رو میگم.

۲ - چقدر بدن میره؟

درست کردن یه سیستم مختصاتی با یه مبدا مشخص بهم اجازه میده که موقعیت یا محل یه بدن رو تو فضا توضیح بدم. قدم بعدی، تشریح تغییرات موقعیت وقتی بدن حرکت میکنه است، که در واقع توضیح اینه که بدن چقدر سفر میکنه. فاصله یا جابجایی معمولا جای هم به کار میرن، اما اونا معانی مختلف و خاصی تو کینه ماتیک، وقتی واسه تشریح تغییرات محل استفاده میشن، دارن .

۱ - مشخص کردن موقعیت

موقعیت، محل یه بدن رو تو فضا توضیح میده. این محل نسبت به یه نقطه عطف (landmark) مشخص میشه. از این لندمارک به عنوان مبدا یاد میشه چون همه محاسبات از این نقطه شروع میشن. شکل ۱-۵ نمایی از بالای یه زمین فوتبال رو نشون میده. من مبدا سیستم مختصات (فصل دو رو ببینید) رو روی خط گل در پایین و چپ زمین قرار دادم. جهت x نشون دهنده طول زمین، و جهت y نشونه عرض زمینه. من از این سیستم مختصات دو بعدی برای مشخص کردن موقعیت بازیکن در زمین استفاده میکنم:

۰ - توضیح حرکت خطی: کینه ماتیک خطی

کینه ماتیک خطی یه شاخه از مکانیکه که حرکت خطی یا translation رو توضیح میده. تو حرکت خطی، همه نقاط یه بدن به طور مساوی تو یه جهت، با یه سرعت و در یک زمان حرکت میکنن. همه نقاط رو بدن با هم سرعتشون کم و زیاد میشه. دو نوع حرکت خطی وجود داره:

• حرکت راست: حرکت تو یه خط راست.
• حرکت منحنی: حرکت در طول یه خط منحنی، مثل وقتی که بدن تو هوا به عنوان یه پرتابه حرکت میکنه. حرکت منحنی حرکت همزمان در جهات بالا و پایین (عمودی) و جلو و عقب (افقی)ه.

تو این فصل، کینه ماتیک رو توضیح میدم که جای بدن در فضا کجاست (موقعیت) و بدن، چقدر دور، چقدر تند، و با چه تداومی (کاهش یا افزایش سرعت) حرکت میکنه. مقدار مهم مومنتوم خطی رو توضیح میدم چون دو تا ایده مهم حالت کنونی حرکت بدن و مقاومت بدن (اینرسی) به تغییر حرکتش رو باهم ترکیب میکنه. در آخر هم، طریقه استفاده از سه تا فرمول شتاب ثابت برای مشخص کردن مقدار حرکت پرتابه رو میگم.