Лабиринт върху леда

Идеалният лед

В симулацията ледът е идеален – без никакво триене и без въздух. Шайбата носи малък вентилатор: той я бута с сила до 1 N в посоката, която избереш. Ти управляваш само силата, никога скоростта.

Без сила скоростта не се променя. Щом спреш да буташ, шайбата продължава по права линия със същата скорост – докато нещо не я спре. Това е принципът на инерцията.

Силата променя скоростта

Силата не е скорост. Тя променя скоростта: колкото по-голяма е силата и колкото по-лека е шайбата, толкова по-бързо се променя скоростта. Това бързо променяне се казва ускорение:

a = F/m

• Шайба от 0,5 kg, бутана с 1 N, променя скоростта си с 2 m/s всяка секунда. Двойно по-тежка шайба – само с 1 m/s.
• Ако шайбата се движи на изток, а я буташ на запад, тя още се движи на изток – само по-бавно. Стрелката на силата и стрелката на скоростта могат да сочат в различни посоки.
• Сила настрани не завива шайбата „като волан“: тя добавя скорост настрани и шайбата описва крива, като при това се движи по-бързо.

Спирачният път

За да спреш, буташ назад. Спирането от скорост v с ускорение a отнема път:

s = v²/(2·a)

При двойна скорост спирачният път е четири пъти по-дълъг: спирането трае два пъти по-дълго, а през това време шайбата се движи средно два пъти по-бързо. Затова, ако тръгваш от покой и искаш да спреш точно пред стена, смяната на посоката трябва да е точно по средата на пътя.

А в истинския свят?

Около нас нещата спират „сами“ заради триенето. Затова изглежда, че за движение трябва постоянна сила. В режима „Заснежен лед“ има триене и шайбата спира, когато пуснеш двигателя. Истинският лед също има малко триене – много по-малко от асфалта, затова по лед се спира трудно.

Някои числа в симулацията са игрова условност: силата 1 N, триенето на снега 0,1 и прагът „спряла“ 0,2 m/s. Самите закони – a = F/m и спирачният път – са истинска физика.

Знаеш ли, че…

• Истинският лед не е без триене, но е много хлъзгав – спирачният път там е много по-дълъг. Затова по заледен път колите карат бавно, а пешеходците не пресичат в последния момент.
• По лед ходи бавно, с малки крачки, и не тичай към ръба на пързалката.