Angry Birds – gdzie jest ta fizyka?

W artykule pt. Angry Birds w służbie fizyki, czyli cokolwiek robisz – uczysz się można przeczytać o sposobach zdobywania wiedzy z dziedziny fizyki, jakie ta gra oferuje dzieciom. Oto kilka konkretnych wskazówek dla rodziców małych graczy.
W grze Angry Birds lot ptaszka, który obserwujemy na ekranie gry, opisany jest przez te same równania matematyczne, które opisują prawa fizyki obowiązujące w realnym świecie. W ten sam sposób poruszają się rzeczywiste obiekty: wystrzelony pocisk, kopnięta piłka, a także my sami, kiedy przeskakujemy nad kałużą.

Po łuku do celu
Gdyby rzucona w powietrze piłka zostawiała za sobą smugę dymu, tak jak robią to samoloty na pokazach lotniczych, to można by zobaczyć wyrysowany w powietrzu ślad – tor ruchu piłki. Ma on kształt łuku, który może być mniej lub bardziej wygięty, ale zawsze będzie to linia o płynnym, łukowatym kształcie (w niektórych wersjach gry Angry Birds lecący ptaszek rysuje za sobą taki ślad).

Zakrzywienie toru ruchu lecącego przedmiotu powoduje działająca na ten przedmiot siła przyciągania ziemskiego (grawitacji). Siła ta „ściąga” go w dół, nie pozwalając mu lecieć po linii prostej. Jeżeli przedmiotem tym jest pocisk, to nie trafi on w cel, w który strzelec mierzył bezpośrednio, ale za to ptaszek z naszej gry może dosięgnąć nieprzyjaciela ukrywającego się w pozornie bezpiecznym miejscu za ścianą*.

 *W rzeczywistym świecie takim torem leci na przykład piłka do koszykówki. Umiejętnie rzucona, może wpaść do kosza, nie muskając nawet jego obręczy.

Dlaczego po łuku?
Wyobraźmy sobie, że grając w Angry Birds, po wystrzeleniu ptaszka robimy co jedną sekundę zrzut z ekranu, a następnie sklejamy je wszystkie w jeden obrazek. Widać na nim, w którym miejscu planszy znajdował się ptaszek w kolejnych sekundach jego lotu.

Gdyby pociąć ten obrazek na poziome paski i złożyć je wszystkie razem, można by zobaczyć, że odległości pomiędzy kolejnymi położeniami ptaszka są takie same.

Okazuje się, że lecący ptaszek w każdym kolejnym odstępie czasu (na przykład w każdej kolejnej sekundzie) przebywa taką samą odległość w kierunku poziomym. Oznacza to, że przez cały czas porusza się on z taką samą prędkością poziomo względem „ziemi”. Taki ruch w fizyce nazywa się ruchem jednostajnym.

Przyjrzymy się teraz kolejnym położeniom ptaszka w kierunku pionowym. Tu jest inaczej.W miarę jak ptaszek wzlatuje coraz wyżej, przebywa w każdej sekundzie coraz krótszą drogę. W sytuacji przedstawionej na rysunku w piątej sekundzie osiąga najwyższy punkt lotu, a następnie zaczyna opadać, w każdym kolejnym odstępie czasu przebywając coraz większe odległości. Przyczyną takiego dziwnego zachowania jest siła grawitacji. Kiedy przedmiot zostanie wyrzucony pionowo do góry, siła ta „przeszkadza” jego ruchowi, spowalniając go, aż do zatrzymania w najwyższym punkcie jego lotu. Taki ruch nazywamy ruchem opóźnionym. Następnie przedmiot zaczyna opadać. Teraz siła grawitacji mu „pomaga” i przedmiot przyspiesza, w każdej kolejnej chwili przebywając dłuższy odcinek drogi.

Taki ruch nazywa się ruchem przyspieszonym.

Ptaszek w Angry Birds wystrzelony ukośnie w stosunku do „ziemi” porusza się w poziomie ruchem jednostajnym, a w pionie najpierw ruchem opóźnionym, a następnie przyspieszonym. Efektem takiego złożenia ruchów jest lot po zakrzywionym torze (fachowo nazywa się on krzywą balistyczną), a nadanie przedmiotowi ruchu w ten sposób to tak zwany rzut ukośny.

A na koniec ciekawostka. Także nauczyciele zauważają dydaktyczną wartość gry Angry Birds, o czym można się dowiedzieć m.in. z artykułu Angry Birds uczą fizyki.

Daniel Sienkiewicz