يمكنك استخدام هذه اللعبة السخيفة للقيام ببعض الفيزياء الجادة

أنا مصاصة للألعاب الممتعة عبر الإنترنت التي ليس لها نتيجة أو حتى هدف. في هذه الحالة ، إنه محاكاة فضاء كرتونية للترويج للكتاب ماذا إذا؟ 2 بواسطة راندال مونرو ، مؤلف كتاب xkcd كاريكاتير.

يمكنك تشغيله بالضغط هنا. (لا تقلق ، سأنتظر.)

تعمل اللعبة على النحو التالي: تبدأ بصاروخ على كوكب صغير جدًا. انقر فوق الصاروخ للبدء ، ثم يمكنك استخدام الأسهم الموجودة على لوحة المفاتيح لتشغيل الدافع ، وتدوير المركبة الفضائية ، والعثور على كواكب أخرى وبعض الأشياء الممتعة الموجودة في الغالب بالداخل ماذا إذا نكات. هذا كل شيء. هذه هي اللعبة. إنه سخيف وممتع ، وأنا أحبه.

لكن اتضح أنه يمكنك استخدام حتى لعبة بسيطة لاستكشاف بعض المفاهيم الأساسية في الفيزياء.

مدارات حقيقية

إحدى الميزات التي يمكنك رؤيتها على الكوكب الأولي هي إعادة إنشاء قذيفة نيوتن المدفعية ، أو تجربة إسحاق نيوتن الفكرية حول العلاقة بين المقذوفات سريعة الحركة والحركة المدارية. قال نيوتن إنه إذا كنت قادرًا على إطلاق قذيفة مدفع سريعة جدًا أفقيًا من جبل شاهق جدًا ، فمن الممكن أن يتطابق منحنى مسارها مع انحناء الأرض. هذا من شأنه أن يجعل قذيفة المدفع تسقط ولكنها لا تصطدم بالأرض أبدًا. (هذا ما يحدث بشكل أساسي مع جسم يدور في مدار مثل محطة الفضاء الدولية) ، فقط محطة الفضاء الدولية لم يتم إطلاقها من جبل شاهق.)

جعلتني رؤية قذيفة نيوتن المدفعية أفترض أنني أستطيع أن أجعل مركبتي الفضائية تدور حول هذا الكوكب الصغير ، الأمر الذي سيكون ممتعًا. لقد جربته على الفور باستخدام مفاتيح الأسهم – ولكن دون نجاح يذكر. في كل مرة أوشك فيها على الدخول في مدار مستقر ، لن يدوم. هذا جعلني أتساءل عما إذا كانت التفاعلات الفيزيائية التي تتحكم في المدارات في ماذا إذا العالم هو أي شيء مثل تلك الموجودة في الكون الحقيقي.

أول مفهوم فيزيائي ينطبق على الحركة المدارية هو بالطبع الجاذبية. هناك تفاعل جاذبية بين أي جسمين لهما كتلة. على سبيل المثال ، هناك قوة جذب بين الأرض والقلم الرصاص الذي تمسكه في يدك ، لأن كلاهما له كتلة. إذا تركت القلم الرصاص ، فسوف يسقط.

إذا كنت تقف على سطح الأرض ، فإن قوة الجاذبية المؤثرة على قلم الرصاص تبدو ثابتة. ومع ذلك ، إذا حصلت على هذا القلم بعيدًا بما يكفي عن الأرض (مثل 400 كيلومتر ، وهي المسافة التي تدور حولها مدارات محطة الفضاء الدولية) ، فستلاحظ انخفاضًا في تفاعل الجاذبية: قلم الرصاص سوف يزن أقل ويستغرق وقتًا أطول ليقع او يسقط.

يمكننا نمذجة قوة الجاذبية بين جسمين بالمعادلة التالية: