PHYS 101: سؤال منتصف الفصل #3 (2026) الحركة النسبية على حاملة طائرات متحركة بحار يدعى آرثر يركض ذهابا وإيابا على سطح الطيران لحاملة طائرات فرنسية تبحر بسرعة ثابتة عبر البحر الأبيض المتوسط. تعمل آرثر بسرعة ثابتة بالنسبة للسطح (أي بالنسبة للسفينة) وهي v_r = 4.00 م/ث في الاتجاه الموازي لحركة السفينة (للأمام والخلف على طول السطح). سرعة السفينة بالنسبة للأرض (الأرض) ثابتة وتساوي v_s (غير معروف؛ يذكر) في الاتجاه الشرقي. افترض: سطح السفينة مستقيم تماما ومصطف مع اتجاه السفينة. يقضي آرثر وقتا متساويا (ويقطع مسافة متساوية بالنسبة للسفينة) في الركض للأمام (في نفس اتجاه السفينة) وللخلف (عكس حركة السفينة). يسجل نظام تحديد المواقع GPS (مثل ساعة مثل جارمن فوررنر) موقع وسرعة آرثر بالنسبة للأرض، وليس بالنسبة للسفينة. تسجل سترافا البيانات التالية للنشاط: المسافة الإجمالية المقطوعة (كما تقاس بواسطة نظام تحديد المواقع GPS): 7.23 كم وقت الحركة: 35 دقيقة 58 ثانية = 2158 ثانية متوسط السرعة المبلغ عنه: 4:58 دقيقة/كم يظهر المسار آرثر وهو يركض ذهابا وإيابا مرارا (أسهم متعرجة تعكس الاتجاه)، والتقدم الصافي للمسار يتجه شرقا على عدة كيلومترات. السؤال 1: أظهر أن v_s سرعة السفينة تساوي متوسط سرعة الأرض المحسوبة من بيانات سترافا (بغض النظر عن سرعة ركض آرثر بالنسبة للسطح). السؤال 2: احسب القيمة الرقمية لسرعة السفينة v_s بوحدة كم/س وبعقدة (1 عقدة ≈ 1.852 كم/س). السؤال 3: اشرح بشكل نوعي لماذا يمكن استنتاج اتجاه حركة السفينة من خريطة سترافا تقريبا نحو الشرق.