مختصر الإجابة: عند صعود كرة صاعدة على تل، تتجه سرعتها لحظياً نحو الصفر وتتسارع في الاتجاه المعاكس لحركتها الصاعدة بسبب تأثير قوى الاحتكاك والجاذبية، ثم تتوقف لحظة وتبدأ بالنزول مرة أخرى بفعل جاذبية الأرض. تفصيل موجز
- الزخم والسرعة: الكرة تمتلك سرعة صاعدة في بداية التدحرج وتخضع لتباطؤ تدريجي بسبب قوى الاحتكاك مع الهواء والسطح الأرضي. نتيجة ذلك، تتناقص قيم السرعة along اتجاه الحركة الصاعدة حتى تصل إلى صفر عند أعلى نقطة في المسافة التي تقطعها على التل. عند هذه النقطة تكون السرعة مساوية للصفر لحظياً، ثم تبدأ بالنزول. هذا السلوك يعكس وجود تسارع سلبي يساير اتجاه معاكس لحركة الصعود.
- التسارع: خلال الصعود، يكون التسارع في الاتجاه المعاكس لحركة الكرة (تسارع سلبي إذا اعتبرنا حركة الصعود موجبة)، ويقلل من سرعة الكرة حتى تبلغ صفراً ثم يتحول إلى اتجاه نزولي مع زيادة السرعة في اتجاه النزول بفعل الجاذبية.
- القوى المؤثرة: القوة الجوية (الاحتكاك مع الهواء) وقوة الاحتكاك مع سطح الأرض، إضافة إلى قوة الجاذبية التي تسحب الكرة إلى الأسفل. الاحتكاك والهواء يعملان كعوامل تباطؤ، بينما الجاذبية تدفع الكرة إلى الأسفل وتُنشئ التسارع الناتج أثناء النزول.
- النتيجة العملية: الإجابة العملية الشائعة لمثل هذا الوضع هي أن السرعة والتسارع يتجهان في اتجاهين متعاكسين أثناء الصعود، حيث تتناقص السرعة حتى تتوقف ثم تعود للنزول. هذا التفسير يتكرر في مصادر تعليمية مختلفة وتفيد في فهم الحركة على منحدر بسيط.
إذا رغبت، يمكنني تبسيط الشرح بمخطط سريع يوضح الاتجاهات والطاقات الحركية المحتملة ( kinetic vs potential energy ) عند نقاط مختلفة على التل.
