آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
زاویهٔ پرتاب چطور برد رو عوض میکنه؟
اگه یه توپ رو با زاویهٔ کم یا زیاد پرتاب کنی، کدوم مسیر دورتر میره؟ نمودار رو بررسی کن و سرعت یا گرانش رو عوض کن تا رابطهشون رو ببینی.
آزمایش رو شروع کنبا سرعت ۲۰ متر بر ثانیه و گرانش زمین شروع کن. نمودار، برد رو در ۱۷ زاویه از ۵ تا ۸۵ درجه میسنجه؛ بعد سرعت یا گرانش رو عوض کن و سه عدد پایین نمودار رو بخون.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
سرعت دو برابر، برد چند برابر؟
گرانش رو روی زمین بذار. سرعت رو یک بار ۱۰ و بار دوم ۲۰ متر بر ثانیه کن؛ هر دو بار اجرا رو بزن و «بیشترین برد» رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ با دو برابر شدن سرعت، بیشترین برد هم فقط دو برابر میشه؟
توضیح نتیجه رو ببین
مدل برای سرعت ۱۰، حدود ۱۰٫۱۹ متر و برای سرعت ۲۰، حدود ۴۰٫۷۷ متر نشون میده. برد چهار برابر میشه، چون در این مدل به مربع سرعت وابستهست.
همین پرتاب روی ماه
سرعت رو روی ۲۰ متر بر ثانیه نگه دار. گرانش رو یک بار زمین و بعد ماه انتخاب کن و «بیشترین برد» رو بخون.
حدست چیه؟ با گرانش کمتر، پرتابه بیشتر در هوا میمونه؛ بردش چه تغییری میکنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
روی زمین حدود ۴۰٫۷۷ متر و روی ماه حدود ۲۴۶٫۹۱ متر میبینی؛ در این مدل برد ماه تقریباً ۶٫۰۶ برابر میشه. سرعت و زاویهٔ پرتاب ثابت موندن و فقط مقدار گرانش عوض شده.
دو زاویه در دو سوی قله
سرعت رو روی ۲۰ متر بر ثانیه و گرانش رو روی زمین نگه دار. دو زاویه که به یک اندازه از ۴۵ درجه دورن، مثل ۳۰ و ۶۰، دو سوی منحنی رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ این دو زاویه برد یکسانی میدن یا یکی از مسیرها دورتر میرسه؟
توضیح نتیجه رو ببین
منحنی دو نقطهٔ همفاصله از ۴۵ درجه رو تقریباً همارتفاع نشون میده و قله روی ۴۵ درجهست. خروجی هم بهترین زاویه رو ۴۵ و بیشترین برد و برد در ۴۵ درجه رو هر دو حدود ۴۰٫۷۷ متر نشون میده؛ برای دو نقطهٔ کناری، عدد جداگانهای نمینویسه.
پشت این حرکت چه خبره؟
برد یعنی فاصلهٔ افقی
برد، فاصلهٔ افقی از جای پرتاب تا جاییه که پرتابه دوباره به همون ارتفاع میرسه. در نمودار، محور افقی زاویهٔ پرتاب و محور عمودی برده. بالاترین نقطهٔ منحنی، بیشترین برد رو نشون میده.
چرا زاویهٔ ۴۵ درجه قله میشه؟
R(theta) = v^2*sin(2*theta)/g; R(theta) = R(90-theta); theta_best = 45 deg
زاویهٔ کم، حرکت رو بیشتر افقی و زاویهٔ زیاد، بیشتر رو به بالا میکنه. در این مدلِ بدون مقاومت هوا و با ارتفاع شروع و پایان یکسان، ترکیب این دو در ۴۵ درجه بیشترین برد رو میده. زاویههای مکمل مثل ۳۰ و ۶۰ درجه هم برد یکسانی دارن؛ دو سمت منحنی رو نزدیک قله مقایسه کن.
سرعت و گرانش چه اثری دارن؟
R_max = v^2/g
اگر سرعت رو دو برابر کنی، برد در این مدل چهار برابر میشه؛ چون سرعت در فرمول به توان دو میرسه. گرانش بیشتر برد رو کم میکنه، چون پرتابه زودتر به ارتفاع شروع برمیگرده. عددهای خروجی رو با واحد متر میبینی.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس میخونی، دستیار هوش مصنوعی میتونه شبیهسازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر میدی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر میفهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود میشی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمیشه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا وقتی سرعت رو دو برابر کردم، برد چهار برابر شد ولی بهترین زاویه همون ۴۵ درجه موند؟
سرعت در رابطهٔ برد به توان دو میرسه، برای همین دو برابر شدنش برد رو چهار برابر میکنه. اما در این مدل، قلهٔ نمودار با زاویه تعیین میشه: وقتی پرتابه همارتفاع فرود میآد و مقاومت هوا نداریم، قله روی ۴۵ درجه میمونه. خود نمودار رو بین دو سرعت مقایسه کن؛ فقط به عدد برد نگاه نکن.
سؤالهای رایج
آیا همیشه زاویهٔ ۴۵ درجه بیشترین برد رو میده؟
در فرضهای همین مدل، بله: پرتاب و فرود همارتفاعن و مقاومت هوا نداریم. در یک پرتاب واقعی، باد، مقاومت هوا یا تفاوت ارتفاع میتونه زاویهٔ بهتر رو عوض کنه.
چرا دو برابر شدن سرعت، برد رو چهار برابر میکنه؟
در رابطهٔ این مدل، برد با مربع سرعت تغییر میکنه. پس دو برابر کردن سرعت، مقدار برد رو در چهار ضرب میکنه؛ این نتیجه برای همین فرضهای سادهست.
چرا برد روی ماه از زمین بیشتره؟
عدد گرانشی که مدل برای ماه بهکار میبره کمتر از زمینه، پس پرتابه دیرتر به ارتفاع شروع برمیگرده و دورتر میره. این مقایسه فقط نتیجهٔ مدل ریاضیه، نه پیشبینی یک پرتاب واقعی روی سطح ماه.
نمودار همهٔ زاویهها رو بررسی میکنه؟
نه؛ ۱۷ زاویه از ۵ تا ۸۵ درجه رو با فاصلهٔ پنج درجه بررسی میکنه. فرمول این مدل در پیوستار هم قلهٔ ۴۵ درجه داره، اما خود نمودار فقط همین نمونهها رو رسم میکنه.
مقاومت هوا توی محاسبه هست؟
نه؛ برای ساده موندن رابطه، مدل مقاومت هوا و چرخش جسم رو نادیده میگیره. همین فرض باعث میشه نتیجهٔ زاویهٔ ۴۵ درجه همیشه در این ویجت بهدست بیاد.