فیزیک بهترین راه برای بالا بردن تاب زمین بازی را تأیید می کند

منبع: https://www.newscientist.com/article/2368304-physics-confirms-the-best-way-to-make-a-playground-swing-go-higher/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home

هیراتا می گوید که این معامله سوالات بیشتری را ایجاد می کند. “سوینگگرها چگونه بدن خود را به این خوبی حرکت می دهند؟” به سختی می توان باور کرد که آنها عمدا حرکت می کنند زیرا باید بدن خود را به سرعت 10 میلی ثانیه تنظیم کنند.

می‌گوید: «بچه‌ها قوانین فیزیک را نمی‌دانند، اما به نوعی آن‌ها را تجسم می‌دهند و به خوبی تاب می‌خورند». چیاکی هیراتا در دانشگاه جومونجی ژاپن او و همکارانش از قوانین فیزیک و مشاهدات سوینگرها برای تعیین قوانین خاصی برای بالا بردن تاب استفاده کردند.

هیراتا و همکارانش سپس می خواستند ببینند که مدل آنها چگونه با یک تاب واقعی زمین بازی مقایسه می شود. بنابراین آنها یک تاب در آزمایشگاه ساختند و 10 دانش آموز را برای آزمایش آن استخدام کردند. همه گفتند که قبلاً با تاب بازی کرده بودند، اما هرگز به صراحت یاد نگرفتند که چگونه حرکت کنند تا تاب بالاتر برود.

فرضیه فعلی محققان این است که نوسانگرها به طور ناخودآگاه به نیروی گریز از مرکز که آنها را دور می کند واکنش نشان می دهند. آن‌ها می‌خواهند این ایده را با استفاده از الاکلنگ شهربازی واقعیت مجازی که ممکن است این نیروها وجود نداشته باشند، آزمایش کنند.

محققان دریافته اند که بهترین زمان برای تکیه دادن به پشت به ارتفاع تاب بستگی دارد. هنگامی که قوس کوچک است، مانند زمانی که شما شروع به چرخیدن می کنید، زمانی که تاب در پایین قوس قرار دارد و به سمت جلو حرکت می کند، فرد باید بالاتنه خود را به سمت عقب حرکت دهد. پس از چندین بار انجام این کار، تاب شروع به افزایش قد می کند و فرد باید زودتر به عقب خم شود، زمانی که تاب در دورترین قسمت چرخش عقب قرار دارد.

اینکه آیا قوس عقب و جلو یک تاب زمین بازی در طول زمان افزایش می‌یابد بستگی به این دارد که فردی که روی آن نشسته است در مقابل تاب حرکت می‌کند – پدیده‌ای که به نظر می‌رسد بسیاری از کودکان به طور مستقیم آن را درک می‌کنند. اکنون فیزیکدانان دقیقاً متوجه شده اند که چه زمانی باید هنگام تاب خوردن به عقب خم شوید تا آن را بالاتر ببرید.

این تنظیمات آزمایشگاهی به محققان کمک کرد تا با استفاده از نشانگرهای متصل به چرخاننده و الاکلنگ حرکت را ردیابی کنند

محققان در مجموع 10 نشانگر ویژه را هم به تاب و هم به شرکت‌کننده چسباندند، سپس تاب آن‌ها را هر بار حدود یک دقیقه با دوربین ضبط کردند. هنگامی که آنها تصاویر را تجزیه و تحلیل کردند، محققان دریافتند که آنچه دانش آموزان انجام می دادند با قوانین به دست آمده از مدل ریاضی آنها مطابقت دارد.

محققان معادلاتی را برای حرکت تاب ایجاد کردند که توانایی فرد برای خم شدن به عقب یا جلو در هر نقطه از قوس تاب را نشان می دهد. آنها سپس این معادلات را برای اندازه‌های مختلف تاب و توالی‌های مختلف حرکات بالاتنه فرد حل کردند و تعیین کردند که کدام ترکیب باعث می‌شود تاب بیشترین ارتفاع را از یک تاب عقب و جلو به سمت بعدی به دست آورد.

توسط احمد گل کار

احمد گل کار

مشاهده همه نوشته ها احمد گل کار.