Játszótéri mechanika I.

A hinta kötélpályája két állvány közé van kifeszítve. A kötélpályán egy jól csapágyazott kocsi fut és erre a kocsira van felfüggesztve a hinta.

A hinta

Az ember elkapja a hintát, felvonszolja az indulási oldalon lévő tyúklétrán, belekapaszkodik és már csúszhat is lefelé. Izgalmasabb a játék, ha induláskor lendületet veszünk, mert akkor nem csak csúszik, de előre-hátra lengedezik is a hinta.

Indulási oldal

Ez persze csak a bátrabbaknak javallott (ahogy a mozgás fizikai leírása is). Ebben a cikkben egyelőre csak azt fogjuk megvizsgálni, hogy mi történik akkor, ha nem veszünk lendületet és csak egyszerűen lecsúszunk.

Érkezési oldal

A csúszás a másik állványnál végződik. Az érkezési oldalon a kocsi nekicsattan a kötélpálya végére felfűzött rugóknak a hinta pedig több kevesebb lengés után megáll, és már lehet is újra felvonszolni az indulási oldalra.

A mozgás fizikáját az alábbi animáción szemléltetjük:

Az animációhoz némi magyarázat:

A vázlat a kiindulási állapotra vonatkozik. Ekkor a kocsi a kötélhez van rögzítve, a hinta kötele pedig értelemszerűen függőleges.
Az erőket ábrázoló kép viszont már arra a pillanatra vonatkozik, amikor magára hagyjuk a rendszert, mivel éppen azt szeretnénk kitalálni, hogy hogyan indul el. Az erőknek szerencsére elég beszédes neveik vannak, az egyetlen kivétel talán a kényszererő.

Mi is ez a kényszer dolog? Ha nem lenne kötélpálya az egész cucc, a kocsi, a kötél és a gyerek, g gyorsulással lezuhanna a földre. A kötélpálya megakadályozza ezt a mozgást és arra kényszeríti a rendszert, hogy a kötélpálya irányában mozogjon. A kötélpálya ezt a kényszert a kényszererőn keresztül fejti ki. A kényszererő tetszőleges nagy lehet (a kötél teherbírásán belül), viszont merőlegesnek kell lennie a kötélpályára. Persze minden egyes erőhatásról egy-egy órát lehetne végigbeszélni, ha kérdésetek lenne, tegyétek fel a cikkhez kapcsolódó fórumban! Az erőábra tanulsága, hogy az első pillanatban csak a kocsi indulhat el, mivel csak ezen keletkezik eredő erő. Ezt láthatjuk a kezdeti elmozdulást bemutató animáción.

A kezdeti elmozdulás után ismét megvizsgáljuk az erőket. Az ábra tanulsága az, hogy ebben az esetben már a gyermeken is és a kocsin is ébred eredő erő. Mindkét eredő erő a kötélpálya irányába mutat, tehát mindkét test a kötélpálya irányában kezd gyorsuló mozgásba, azaz a gyermek és a kocsi lecsúszik a kötélpályán.
Jó hintázást mindenkinek!

Bédi Sándor