حركة المقذوفات – القذف بزاوية مع الأفق

ماذا تعرض

يتحرك المقذوف المطلق بزاوية في اتجاهين مستقلين في الوقت نفسه: أفقيًا بسرعة ثابتة v0·cos α، ورأسيًا بتسارع ثابت g نحو الأسفل بدءًا من v0·sin α. ويؤدي اجتماع الحركتين إلى مسار على شكل قطع مكافئ. وعند إهمال مقاومة الهواء وتساوي ارتفاعي الإطلاق والهبوط يكون زمن التحليق T = 2v0·sin α/g، وأقصى ارتفاع H = v0²·sin²α/(2g)، والمدى الأفقي L = v0²·sin(2α)/g. ويبلغ المدى أكبر قيمة له عند 45°، وتعطي الزاويتان المتتامتان مثل 30° و60° المدى نفسه.

طريقة الاستخدام

ثبّت «السرعة الابتدائية» وأطلق المقذوف بعدة قيم من «زاوية الإطلاق»، وسجّل في كل مرة المدى وأقصى ارتفاع وزمن التحليق من سطر القراءات. قارن 30° مع 60°، وابحث عن الزاوية التي تعطي أطول مدى. ثم ضاعف «السرعة الابتدائية» لترى كيف يتغير المدى والارتفاع، وخفّض «تسارع الجاذبية» إلى 1.6 m/s²، وهي قيمته على القمر. اضغط «إطلاق» بعد كل تغيير.

المعاملات القابلة للتغيير

• السرعة الابتدائية 5–50 m/s
• زاوية الإطلاق 5–85 deg
• تسارع الجاذبية 1–25 m/s²

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تعطي زاويتا الإطلاق 30° و60° المدى نفسه مع اختلاف زمن التحليق؟
2. عندما تتضاعف السرعة الابتدائية، كم مرة يتغير كل من المدى وأقصى ارتفاع؟
3. هل تنعدم سرعة المقذوف عند قمة مساره؟ وماذا يُظهر سهم السرعة هناك؟