آخری رفتار: مزاحمت کے بیچ گراوٹ
1 · پیش گوئی
چھتری باز ہوا میں گرتا ہے، اور ہوا رفتار کے ساتھ بڑھتی ہوئی مزاحمت قوت سے جواب دیتا ہے۔ اگر چھتری باز اپنی جسمانی حالت بدل کر ہوا مزاحمت بڑھائے، اس کی پائدار گراوٹ رفتار (آخری رفتار) پہلے سے زیادہ، کم یا ایسی رہتی ہے؟
- زیادہ ہوا مزاحمت زیادہ آخری رفتار دیتی ہے
- آخری رفتار ہوا مزاحمت سے قطع نظر ایک جیسی رہتی ہے
- زیادہ ہوا مزاحمت کم آخری رفتار دیتی ہے
2 · تیاری
- آخری رفتار پری سیٹ کھولیں۔ چھتری باز (گیند) منظر کے اوپر قریب سے شروع ہو کر کششِ ثقل میں گرتا ہے جبکہ ہوا مزاحمت اثر ڈالتی ہے۔
- یقین کریں رفتار پڑائت چھتری باز سے جڑی ہے، پھر خصوصیات پینل میں اس کی کمیت اور ہوا مزاحمت (frictionAir) دیکھیں۔
- نیچے ہر قطار کے لیے، چھتری باز کی کمیت اور ہوا مزاحمت (drag) خصوصیات پینل میں مطابق سیٹ کریں، سیمولیشن اس وقت تک چلائیں جب پڑائت کی رفتار بدلنا بند کر دے (فرش تک پہنچنے سے پہلے پائدار قدر کے قریب جاتی ہے)، اور وہ پائدار رفتار درج کریں۔
3 · ڈیٹا جمع کریں
| کمیت (kg) | ہوا کی مزاحمت | حدی رفتار (m/s) | آخری رفتار پر حرکی توانائی (J) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 0.04 | ||
| 1.00 | 0.06 | ||
| 1.00 | 0.10 |
ہوا مزاحمت (x محور) بمقابلہ ناپی گئی آخری رفتار (y محور) کھینچیں۔ کیا رشتہ سیدھی لکیر ہے؟ کیا شکل ہے؟
4 · تجزیہ
- ہر قطار کے لیے، ناپی گئی آخری رفتار کو ہوا مزاحمت قدر اور پھر 60 سے ضرب دیں۔ آپ کو تقریباً 9.8 × (1 − ہوا مزاحمت) پر جانا چاہیے، بالکل 9.8 پر نہیں۔ کیوں؟ سیمولیشن مزاحرت فریم کے مطابق ایک بار لگاتی ہے، مسلسل نہیں، اور یہ بالکل ایک (1 − ہوا مزاحمت) عامل کی لاگت ہے۔ جب چھتری باز رکنے لگے تو توازن فورس کے بارے میں کیا کہتا ہے؟
- ہر قطار میں ایک جیسی کمیت ہے۔ کیا کمیت پچھلے سوال میں ملنے والے رشتے میں کہیں آتی ہے؟ آپ کے ڈیٹا کے مطابق، بھاری چھتری باز اس سیمولیشن میں ہلکے سے مختلف آخری رفتار تک پہنچتا ہے؟
5 · توسیع
- اصل ہوا مزاحمت رفتار کے مربع سے بڑھتی ہے، سیدھی نہیں، اور اس کی شدت جسم کے کراس سیکشن رقبے اور کمیت پر منحصر ہے۔ پیش گوئی کریں کہ اصل چھتری باز کی آخری رفتار پیٹ کے بل «پھیلی عقاب» اور پاؤں نیچے شیرجہ کے درمیان کیسے بدلتی ہے — اور کیوں کمیت اصل چھتری باز کے لیے اہم ہے حالانکہ اوپر کے ڈیٹا میں نہیں تھی۔
- چھتری باز چھتری کھولتا ہے جو ہوا مزاحمت تیزی سے بڑھا دیتی ہے۔ ملنے والے رشتے سے پیش گوئی کریں کہ چھتر کھلتے ہی اس کی گراوٹ رفتار کا کیا ہوتا ہے، اور سمجھائیں کیوں وہ فوراً نئی آخری رفتار پر نہیں جست لگاتا۔
اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات
توازن پر نیوٹن کا دوسرا قانون
صاف قوت برابر کمیت ضرب اسراع۔ چھتری باز تیز ہوتے ہوئے اوپر والی مزاحمت قوت بڑھتی ہے یہاں تک کہ نیچے کھینچتی کششِ ثقل سے بالکل برابر ہو جاتی ہے — صاف قوت (اور اسراع) صفر پر آتی ہے اور رفتار رک جاتی ہے۔ وہ پائدار رفتار وہی آخری رفتار ہے جو آپ نے ناپی۔
حرکی توانائی
حرکی توانائی ایک دوم کمیت ضرب رفتار مربع ہے۔ چھتری باز کے آخری رفتار پر پہنچنے کے بعد یہی وہ حرکی توانائی ہے جو گرنے کے بقیے وقت ساتھ رہتی ہے — توانائی جو ہوا مزاحمت مسلسل حرارت کے طور پر ہٹاتی رہتی ہے اور رفتار مقرار رکھتی ہے۔