همه چیز در حرکت است
در قطاری نشسته‌اید که هنوز در ایستگاه است. از پنجره قطارِ کناری را نگاه می‌کنید و ناگهان حس می‌کنید راه افتاده‌اید. چند ثانیه بعد می‌فهمید که قطارِ شما تکان نخورده؛ قطارِ کناری بود که حرکت کرد. چطور می‌شود در حرکت بودن یا نبودن را این‌قدر اشتباه حس کرد؟
ساکن نسبت به چه؟
برای این‌که بگوییم چیزی کجاست، باید یک نقطه‌ی مرجع انتخاب کنیم و مکانِ آن چیز را از آن‌جا بسنجیم: «کتابخانه ۲۰۰ متر شمالِ مدرسه است.» عددِ ۲۰۰ بدونِ «مدرسه» معنایی ندارد. به جایی که چیزی نسبت به یک نقطه‌ی مرجع دارد، مکان آن چیز می‌گوییم.
یک جسم وقتی در حرکت است که مکانش نسبت به نقطه‌ی مرجع تغییر کند. پس حرکت هم به نقطه‌ی مرجع بستگی دارد. مسافری که در قطار نشسته، نسبت به صندلی و دیواره‌های قطار ساکن است، اما نسبت به درخت‌های کنارِ ریل هر ثانیه چند متر جلو می‌رود. هر دو جمله درست است؛ فقط نقطه‌ی مرجعشان فرق دارد. در ایستگاه، چشمِ شما قطارِ کناری را نقطه‌ی مرجع گرفته بود و برای همین گول خورد.
هیچ چیز واقعاً ساکن نیست
وقتی پشتِ میز نشسته‌اید، حس می‌کنید کاملاً ساکنید. اما زمین هر ۲۴ ساعت یک بار دورِ خودش می‌چرخد و شما را هم با خودش می‌برد. زمین هم‌زمان در هر ثانیه حدودِ ۳۰ کیلومتر در مدارش دورِ خورشید می‌پیماید؛ یعنی در مدتی که این جمله را خواندید، چند صد کیلومتر در فضا جابه‌جا شده‌اید! خورشید هم با همه‌ی سیاره‌هایش دورِ مرکزِ کهکشانِ راه شیری می‌گردد.
در کوچک‌ترین مقیاس هم همین‌طور است. اتم‌های سازنده‌ی میز، با این‌که میز ساکن به نظر می‌رسد، همیشه سرِ جایشان می‌لرزند و الکترون‌ها دورِ هسته‌ی اتم در حرکت‌اند.
پس وقتی در علوم می‌گوییم چیزی «ساکن» است، تقریباً همیشه منظورمان این است که نسبت به زمینِ زیرِ پایمان ساکن است. این نقطه‌ی مرجعِ معمولِ ماست، مگر این‌که چیزِ دیگری بگوییم.
برای توصیفِ حرکت چه لازم داریم؟
در درس‌های این فصل، حرکت را با چند کمیت دقیق توصیف می‌کنیم: چقدر راه رفته‌ایم (مسافت)، از کجا به کجا رسیده‌ایم (جابه‌جایی)، چقدر تند رفته‌ایم (تندی)، با چه تندی و در چه جهتی (سرعت) و سرعتمان چقدر زود تغییر کرده است (شتاب). برای همه‌ی این‌ها اول باید نقطه‌ی مرجع را روشن کنیم.
در خانه امتحان کنید
در خودرو یا اتوبوس، وقتی در حرکت است، یک توپ یا پرتقال را آرام بالا بیندازید و بگیرید. توپ کجا فرود می‌آید: پشتِ سرتان یا دوباره در دستتان؟ حالا فکر کنید کسی که کنارِ خیابان ایستاده، مسیرِ توپ را چطور می‌بیند.
واژه‌های این درس
- نقطه‌ی مرجع - جایی که مکان و حرکتِ چیزها را نسبت به آن می‌سنجیم.
- مکان - جای یک جسم نسبت به نقطه‌ی مرجع.
- حرکت - تغییرِ مکانِ یک جسم نسبت به نقطه‌ی مرجع.
ایده‌ی اصلی
در جهان همه چیز در حرکت است، از الکترون‌ها تا زمین و خورشید. این‌که چیزی ساکن باشد یا در حرکت، به نقطه‌ی مرجع بستگی دارد: مسافرِ قطار نسبت به قطار ساکن است و نسبت به زمین در حرکت.