استفاده از تقارن
شکل زیر(الف) گلوله ای را نشان می دهد که پس از شلیک از تفنگ مستقیماً از لبه صخره به سمت بالا می رود. سرعت اولیه گلوله m/s 30 است. گلوله بالا می رود و سپس به پایین بر می گردد و سرانجام زیر صخره به زمین برخورد می کند. در شکل (ب) گلوله با همان سرعت اولیه به سمت پایین شلیک شده است. در غیاب مقاومت هوا، آیا تندی گلوله (ب) در لحظه برخورد به زمین کم تر، بیش تر یا برابر با تندی گلوله (الف) است؟
استدلال و راه حل: چون مقاومت هوا نادیده گرفته می شود، حرکت سقوط آزاد است و تقارن در حرکت سقوط آزاد به سرعت پاسخ را مشخص می کند. شکل (پ) دلیل آن را نشان می دهد. این شکل نشان می دهد که گلوله پس از شلیک به سمت بالا، به نقطه شروع بر می گردد. تقارن نشان می دهد که سرعت در قسمت (پ) برابر با سرعت در قسمت (الف)، یعنی محل سلیک گلوله به سمت پایین با سرعت m/s 30 است.
در نتیجه، اگر گلوله مانند شکل (الف) یا (ب) شلیک شده باشد، از لبه صخره با سرعت m/s 30 به سمت پایین می رود. در هر دو مورد، شتاب گرانشی و جابه جایی از لبه صخره یکسان است. تحت این شرایط، گلوله بدون توجه به این که به سمت بالا یا پایین شلیک شده باشد، با تندی یکسان به زمین برخورد می کند.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!