حرکت توپ در اتومبیل

اساساً سوال شما بر اساس ایده یک چارچوب مرجع است. وقتی در اتوبوس نشسته اید ، احساس می کنید که حرکت نمی کنید ، درست است؟ اما ، در واقع ، شما هستید. شما فقط شتاب نمی گیرید. در حقیقت ، در هیچ زمانی از زندگی خود هرگز ساکت نشسته اید - در کل زمان ، همانطور که زمین به دور محور خود می چرخد ​​و به دور خورشید می چرخد ​​، با همان سرعت حرکت می کنید.
دلیل این که متوجه این حرکت نمی شوید این است که همه چیز در اطراف شما نیز با زمین در حرکت است. زمین قاب مرجع شماست - یعنی تنها حرکتی که در واقع متوجه می شوید چیزی متفاوت از چیز دیگری است ، مانند تماشای اتومبیلی که از جاده عبور می کند. جاده در قاب مرجع شما "هنوز" است ، بنابراین ماشین "در حال حرکت" است.
همین ایده در اتوبوس هم صدق می کند. اگر اتوبوس با سرعت ثابت حرکت کند (یک سرعت ثابت در همان جهت) ، به نظر می رسد همه چیز در اتوبوس از جمله شما و توپ در دست شما بی حرکت است. به این دلیل که سرعت شما و توپ و صندلی که روی آن نشسته اید همان سرعت اتوبوس را دارد. وقتی توپ را به سمت بالا به هوا می اندازید ، سرعت حرکت آن به سمت جلو تغییر نمی کند ، بنابراین با همان سرعت اتوبوس ادامه می یابد و دوباره به دست شما می افتد.
اگر اتوبوس در هر جهت x شتاب بگیرد (اگر کم یا زیاد شود سرعت آن را می چرخاند یا به راست یا چپ می چرخد) در حالی که توپ هنوز در هوا بود ، توپ در جهت مخالف "حرکت می کند" ، زیرا در نبودن تماس موثر با اتوبوس (هوا سیالی غیر چسبناک است ، بنابراین توپ می تواند از طریق آن حرکت کند بدون اینکه تأثیر زیادی داشته باشد) ، با همان سرعت x که برای پرتاب آن داشتید ادامه می یابد ، زیرا "یک جسم در حال حرکت است تمایل دارد که در حرکت بماند مگر اینکه توسط یک نیروی خارجی به آن عمل شود. " و این دلیل اساسی است. قانون اول نیوتن.با توجه به اینکه اتوبوس با سرعت ثابت حرکت می کند ، در حالی که در یک اتوبوس در حال حرکت نشسته اید ، طبیعی است که سرعت شما همان سرعت اتوبوس را دارد. اجازه دهید این سرعت در Vx باشد. این Vx دارای سرعت افقی است --- توسط هر دو اتوبوس و شما کنترل می شود.
اکنون توپ را در دست دارید ، بنابراین توپ دارای سرعت Vx یکسان در جهت افقی است.
هنگامی که توپ را به سمت بالا پرتاب می کنید ، به آن سرعت عمودی می دهید --- Vy ، اما به خاطر داشته باشید که هنگام پرتاب توپ به سمت بالا ، در جهت افقی نیرو وارد نکردید ، در نتیجه سرعت افقی آن Vx را بدون تغییر و ثابت نگه دارید اتوبوس
به دلیل کشش جاذبه ، Vy شده کاهش می یابد و سپس دوباره در جهت پایین افزایش می یابد.
پس چطور توپ به جای عقب افتادن به دست شما می رسد.
اتوبوس و توپ در طول پرواز کامل در هوا دارای سرعت افقی Vx یکسان هستند ، بنابراین هر دو در یک زمان مساوی مسافت یکسان را طی می کنند و در نتیجه توپ را می گیرید.