حرکت شناگر در استخر ۵۰ متری

راهنمایی کوتاه: برای پاسخ به این سوال باید تفاوت بین تندی و سرعت را بدانیم و مفهوم شتاب را درک کنیم.

گام‌به‌گام:

• ۱) ابتدا اطلاعات مسئله را مرور می‌کنیم: شناگر ۱۰۰ متر را در استخر ۵۰ متری طی می‌کند (یعنی باید یک بار برگردد). زمان کل ۵۰ ثانیه است.
• ۲) برای قسمت الف: حرکت شتاب‌دار به معنای تغییر سرعت (اندازه یا جهت) است. در اینجا شناگر در نقطه‌ی برگشت باید جهت خود را عوض کند، پس سرعتش تغییر می‌کند (جهت عوض می‌شود). بنابراین حرکت او شتاب‌دار است.
• ۳) برای قسمت ب: تندی متوسط = کل مسافت ÷ زمان کل. مسافت ۱۰۰ متر، زمان ۵۰ ثانیه. پس تندی = ۱۰۰ ÷ ۵۰ = ۲ متر بر ثانیه.
• ۴) برای تبدیل به کیلومتر بر ساعت: ۱ متر بر ثانیه = ۳.۶ کیلومتر بر ساعت. پس ۲ × ۳.۶ = ۷.۲ کیلومتر بر ساعت.
• ۵) برای قسمت ج: سرعت متوسط = جابجایی ÷ زمان کل. جابجایی از نقطه شروع تا پایان صفر است (چون به نقطه شروع برمی‌گردد). پس سرعت متوسط = ۰ ÷ ۵۰ = ۰ متر بر ثانیه.

پاسخ نهایی:

• الف) بله، حرکت او شتاب‌دار است زیرا در نقطه برگشت جهت سرعت تغییر می‌کند.
• ب) تندی متوسط ۷.۲ کیلومتر بر ساعت است.
• ج) سرعت متوسط ۰ متر بر ثانیه است.

مثال مشابه: اگر دونده‌ای دور یک زمین دایره‌ای ۲۰۰ متری بدود و بعد از ۴۰ ثانیه به نقطه شروع برگردد، تندی متوسطش ۵ متر بر ثانیه (۱۸ کیلومتر بر ساعت) و سرعت متوسطش صفر است.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: درباره تفاوت تندی (scalar) و سرعت (vector) و مفهوم شتاب در حرکت دایره‌ای یا حرکت با تغییر جهت مطالعه کن.