سرعت لحظه ای ( نقص کتاب 12 ) :
در صفحۀ 9 کتاب درسی در انتهای عنوان « تعیین سرعت لحظه ای به کمک نمودار مکان – زمان » و نتیجه گیری از نمودار باید نوشت :
در علوم، مدت زمان بین آغاز و پایان یک رویداد اهمیت دارد که به آن بازۀ زمانی گویند. لذا در علوم، سرعت لحظه ای را با مفهوم « حد » بیان می کنیم.
« اندازۀ سرعت لحظه ای حد سرعت متوسط است وقتی 
به صفر میل می کند و مقدار آن با شیب خط مماس بر نمودار مکان - زمان در لحظۀ مورد نظر برابر است.
شتاب متوسط ( نقص کتاب 13 ) :
« تغییر سرعت متحرك در واحد زمان را شتاب متوسط گويیم. »
وقتی می گوییم دوچرخه سواری با شتاب یک متر بر مجذور ثانیه حرکت می کند، یعنی سرعت او در هر ثانیه به اندازۀ یک متر بر ثانیه افزایش می یابد.
شتاب يك كميت برداري است و به واسطۀ مثبت بودن زمان حرکت 
با بردار تغییر سرعت همسو مي باشد.
شتاب لحظه ای ( نقص کتاب 14 ) :
در صفحۀ 11 کتاب درسی در انتهای عنوان « تعیین شتاب لحظه ای به کمک نمودار سرعت – زمان » و نتیجه گیری از نمودار باید نوشت :
شتاب لحظه ای حد شتاب متوسط است وقتی به صفر میل می کند و مقدار آن با شیب خط مماس بر نمودار سرعت - زمان در لحظۀ مورد نظر برابر است.
حركت تند شونده
« حركتي در یک بازۀ زمانی تند شونده است كه سرعت متحرک در آن بازه دنباله صعودي داشته باشد. » که در اين صورت بردارهاي سرعت و شتاب همسو خواهند بود.
حركت كند شونده
« حركتي در یک بازۀ زمانی كند شونده است كه سرعت متحرک در آن بازه دنبالة نزولي داشته باشد. » که در اين صورت بردارهاي سرعت و شتاب در سوي مخالف هم خواهند بود.
تبصره : در اینجا منظور از نزولي يا صعودي بودن دنبالۀ سرعت به ترتیب نزديك شدن يا دور شدن جمله ها از صفر است.
خطای بزرگ ( حذف مشتق از یازدهم )
آموزش فيزيك پايه از مكانيك كلاسيك آغاز مي شود. چون آموزش رشته هاي ديگر فيزيك مستلزم فراگرفتن مكانيك مقدماتی است. حذف مشتق از پایۀ یازدهم در درک مفاهیم فیزیک و ریاضی، مشکل بزرگی برای دانش آموزان و دانشجویان بوجود آورده است. آقای احمدی یکی از گرد آورندگان کتب درسی فیزیک در نشستی در دفتر تألیف می گوید : « اگر از دانش آموزی بپرسند شتاب چیست، بگوید مشتق سرعت بهتر است یا بگوید شتاب بیان می کند که میزان تغییر سرعت چقدر است؟»[1]
در پاسخ آقای احمدی باید گفت : « هر دو . جایگاه مشتق گرفتن نسبت به متغیر زمان، در سرعت و شتاب جدا از مفهوم سرعت و شتاب نیست و دانش آموزان به خوبی آن را می فهمند. البته عامل تدریس در کلاس نیز بسیار مهم است. این گفتۀ آقای احمدی مغلطه ای بیش نیست. ظاهراً نگاه آقای احمدی به مشتق صرفاً اینست که 
را به 2x تبدیل می کند. »
سقوط آزاد ( اشتباه کتاب 3 ) :
با حذف سرعت اولیه در سقوط آزاد، حرکت رو به بالا در امتداد قائم نادیده گرفته می شود. وقتی هر دو حرکت تندشونده و کندشونده پیش از آن در کتاب آورده شده، چرا در سقوط آزاد که نمونه ای از حرکت یک بُعدی با شتاب ثابت است، باید حرکت رو به بالا در امتداد قائم ( نمونۀ بسیار خوبی از حرکت کندشونده ) حذف شود؟
« سقوط آزاد به حرکتی گفته می شود که در خلأ و راستای قائم و فقط تحت تأثیر نیروی گرانش انجام گیرد. »
با این تعریف حرکت رو به بالا نیز سقوط آزاد محسوب می شود با این توضیح که هیچ یک از سه شرط بالا نقض نگردد. در حرکت رو به بالا، سرعت جسم رفته رفته کم می شود، که این همان سقوط محسوب می گردد. ظاهراً مؤلفان کتاب درسی، حرکت رو به بالا ( با شرایط مذکور ) را سقوط آزاد نمی دانند.
اصول سقوط آزاد
- سقوط آزاد اجسام در نزدیکی سطح زمین با شتاب ثابت می باشد. این شتاب در SI تقریباً
است. ( از مقاومت هوا و تغییرات جزئی شتاب گرانشی نسبت به ارتفاع و چرخش زمین به دور خود صرف نظر کرد. ) - در سقوط آزاد، اجسام از یک ارتفاع معین با هم و با سرعت یکسان به زمین می رسند. ( به عبارت دیگر حرکت در سقوط آزاد به جنس و جرم و شکل جسم بستگی ندارد. )
در سقوط آزاد تنها نیروی وارد بر جسم، وزن آن است. ( حرکت رو به پایین تند شونده است چون شتاب گرانشی و سرعت همسو هستند و حرکت رو به بالا کند شونده است چون شتاب گرانشی و سرعت ناهمسو هستند.)
معادله های حرکت در سقوط آزاد
معادله های حرکت در سقوط آزاد همان معادله های حرکت یک بُعدی با شتاب ثابت ( g ) است با ملاحظۀ زیر :
- در حل مسائل سقوط آزاد،
- یا سوی بالا را مثبت بگیرید آنگاه g همواره منفی خواهد بود.
یا سوی حرکت را مثبت بگیرید که در این صورت در حرکت رو به بالا ( کند شونده ) g منفی و در حرکت رو به پایین ( تند شونده ) g مثبت خواهد بود. ( برای آموزش، من این راه را مناسب می دانم. دانش آموزان باید بدانند که « محور مختصات » تابع « مسیر حرکت » است نه « مسیر حرکت » تابع « محور مختصات » . )
- بهتر است مبدأ زمان و مبدأ مکان را بر لحظۀ حرکت منطبق کنیم. در غیر این صورت باید زمان اولیه و مکان اولیه را در تمام معادله ها وارد کنیم. یعنی به جای t باید
و به جای y باید 
قرار دهیم.
فصل دوم – دینامیک و حرکت دورانی
دینامیک ( نقص کتاب 15 )
« دینامیک علمی است که دربارۀ عامل حرکت و سکون اجسام بحث می کند. »
- عامل حرکت و سکون اجسام، نیروی خالص ( برآیند نیروهای ) وارد بر مرکز ثقل آنها ست.
- اگر برآیند نیروهای وارد بر مرکز ثقل یک جسم صفر باشد، آن جسم یا ساکن است و یا با سرعت ثابت ( بدون شتاب ) دارای حرکتِ یک بُعدی می باشد.
یک نیوتن ( نقص کتاب 16 )
« یک نیوتن نیرویی است که به جرم یک کیلوگرمی شتاب یک متر بر مجذور ثانیه در راستای شتاب می دهد. »
بیشینه و کمینۀ شتاب در حرکت قائم یک جسم در هوا ( نقص کتاب 17 )
برای رشتۀ تجربی، حذف « سقوط آزاد » که نمونۀ بسیار خوبی از حرکت یک بُعدی با شتاب ثابت است اشتباه فاحش بود. شایسته و بایسته است مثال 2- 5 ( در رشتۀ ریاضی ) که در کتاب رشتۀ تجربی در صفحۀ 35 نوشته شده است، به گونۀ زیر مطرح شود.
مثال) گلوله ای در هوا در راستای قائم رو به بالا پرتاب می شود.
اف) به یاد داریم که در خلأ در هر نقطه از مسیر تندی گلوله در رفت و برگشت برابر است. اما در هوا چنین نیست.
ب) به یاد داریم که در خلأ شتاب حرکت در تمام طول مسیر ثابت است. اما در هوا چنین نیست. ( در نوشتن معادلات، جهت حرکت را مثبت گرفته ایم. )
پ) به یاد داریم که در خلأ زمان رفت و برگشت یکی است. اما در هوا چنین نیست.
ت) با توجه به اینکه مقاومت هوا به تندی گلوله بستگی دارد. می دانیم تندی گلوله در لحظۀ پرتاب بیشینه است، لذا مقاومت هوا نیز در لحظۀ پرتاب بیشینه می باشد. بنابراین با توجه به رابطۀ شتاب در حرکت رو به بالا 
مقدار شتاب در لحظۀ پرتاب بیشینه است.
حرکت رو به بالا کُند شونده است و مقاومت هوا رفته رفته کم شده و در نقطۀ اوج به صفر می رسد. اما حرکت رو به پایین تند شونده است و مقاومت هوا رفته رفته افزایش یافته و در برخورد به زمین بیشینه است. بنابراین با توجه به رابطۀ شتاب در حرکت رو به پایین 
مقدار شتاب در لحظۀ برخورد به زمین کمینه است.
بنابراین می توان گفت : در حرکت قائم رو به بالا در هوا ، در نقطۀ پرتاب هم شتاب بیشینه داریم ( لحظۀ پرتاب ) و هم شتاب کمینه داریم ( لحظۀ برخورد به زمین ) .
( ادامه دارد )
[1] - مجلۀ رشد آموزش فیزیک – دورۀ سی و چهارم شمارۀ 3 بهار 1398
این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید
نظرات بینندگان
کاملا درست می فرمایید متاسفانه در کتاب درسی با حذف نیروی مقاومت هوا شتاب حرکت در امتداد قائم ثابت در نظر گرفته شده که درسته ولی در اصل با وجود مقاومت هوا باید حرکت بررسی بشه که دقیقا طبق محاسباتی که فرمودید باید دانش آموزان درک بهتر و مطلوب‌تری از سقوط آزاد داشته باشند ولی با حذف نادرست برخی از مباحث باعث سر در گمی دانش آموزان در تفهیم مطالب مرتبط به هم شده است