نقول إن الجسم يتسارع عندما… أو بعبارة أخرى: ما هي الحركة المتسارعة للأجسام؟ بغض النظر عما إذا كان السؤال قد تم طرحه في هذا النموذج أو ذاك، يمكنك الإجابة عليه باستخدام سطور الموضوع التالية. الآن كل ما عليك فعله هو التركيز والاسترخاء، مع العلم أنك على وشك الحصول على معلومات مفيدة ومثيرة للاهتمام.
الطاقة الناتجة عن اهتزاز الأجسام
نقول أن الجسم يتسارع
- نقول إن الجسم يتسارع عندما تزيد سرعته أو تنقص في اتجاه حركته.
- التسارع هو معدل تغير السرعة خلال الزمن الذي يحدث فيه التغيير.
- التسارع يسمى أيضا التسارع. يمكن أن تكون موجبة أو متزايدة إذا كانت السرعة تتزايد مع مرور الوقت، وسالبة أو متناقصة إذا كانت تتناقص مع مرور الوقت.
الجهاز الذي يتحكم في جميع أجهزة الجسم
بدأ جسم في التحرك من السكون وبعد (5) ثواني أصبحت سرعته (20 م/ث). احسب عجلة هذا الجسم .
- يعد هذا أحد الأسئلة التطبيقية الأكثر شيوعًا لهذا الدرس.
- وكما يتبين من عنوان السؤال، بدأ الجسم حركته من السكون، وهو ما يعني أن السرعة الابتدائية تساوي صفرًا.
- ثم وصلت سرعة الجسم إلى 20 م/ث، مما يعني أن السرعة تغيرت لتصل إلى هذا الحد (السرعة النهائية).
- الوقت اللازم لحدوث هذا التغيير هو 5 ثواني فقط كما ذكرنا أعلاه.
- قانون التسارع، كما ذكرنا سابقًا، هو التغير في السرعة مقسومًا على الزمن الفعلي الذي حدث فيه التغيير.
- في هذه الحالة، التغير في السرعة يساوي السرعة النهائية مطروحًا منها السرعة الأولية (20 – 0 = 20 م/ث).
- ثم تأتي مهمة قسمة التغير في السرعة على الزمن الفعلي الذي يحدث فيه التغير (20/5 = 4 م/ث2).
تباطؤ الجسم يحدث عن طريق تقليل سرعته
- إن تباطؤ الجسم بسبب انخفاض سرعته هو تسارع سلبي.
- التسارع، أو ما يسمى بالتسارع في الميكانيكا الكلاسيكية، يعرف بأنه جوهر التغير في سرعة الجسم كدالة للزمن، وبالتالي يمكن أن يكون سالبًا أو موجبًا أو حتى صفرًا.
تتناسب قيمة التسارع طردياً مع اتجاه الحركة، أي أن التسارع يمكن أن يكون موجباً أو سالباً حسب ما هو مذكور أدناه:
- التسارع الإيجابي: تكون قيمة التسارع موجبة عندما يتوافق اتجاه الحركة مع اتجاه التسارع وتزداد قيمة السرعة مع مرور الوقت.
- التسارع السلبي: تكون قيمة التسارع سالبة عندما يكون اتجاه الحركة معاكساً لاتجاه التسارع، وهنا تنخفض قيمة السرعة مع الزمن.
تكون قيمة التسارع صفراً عندما تظل قيمة السرعة ثابتة مع مرور الوقت، وهنا نتحدث عن ما يسمى بالسرعة المنتظمة.
بنية الخلية التي تساعد على تخزين الماء والغذاء والنفايات
السرعة هي القدرة على إحداث التغيير وتقاس بالنيوتن؟
- تمت الإجابة على هذا السؤال في نفس الدرس بعنوان “ضع علامة صح أو خطأ”.
- الجواب هو أن البيان كاذب. السرعة هي المسافة على الزمن الفعلي وتقاس بالمتر في الثانية (م/ث).
- السرعة هي كمية فيزيائية تعبر عن المسافة التي يقطعها الجسم في وحدة الزمن أثناء حركته.
- إنه يعني ببساطة القيمة العددية لنطاق السرعة.
- كلما زادت قيمة السرعة، كلما تحرك الجسم بشكل أسرع، وعندما يتوقف الجسم، تكون سرعته صفرًا.
- والفرق الأساسي بين السرعة ومدى السرعة هو أن الأولى تعبر عن رقم واحد فقط وهو قيمة سرعة الجسم، والتي يتم الحصول عليها عن طريق قسمة المسار الذي يقطعه الجسم في زمن معين.
- وبينما يعبر الثاني عن اتجاه الحركة، يضاف اتجاه الحركة إلى الرقم الذي يمثل قيمة سرعة الجسم.
- يمكننا القول إن السرعة هي القيمة العددية لمسافة الحركة مقسومة على زمن الحركة.
- بمعنى آخر، يكفي معرفة قيمة المسار الذي يقطعه الجسم وزمن الحركة، بغض النظر عن اتجاه المسار الذي يقطعه الجسم أثناء الحركة.
- لحساب المدى أو نطاق السرعة من الضروري معرفة نصف قطر موضع نقطة بداية الحركة ونصف قطر موضع نقطة نهاية الحركة، أي أنه من المهم معرفة المسار والاتجاه الذي يشغل الجسم عندما يتحرك.
متى تكون السرعة اللحظية والسرعة المتوسطة متساويتين؟
- والفرق الرئيسي بين هاتين السرعتين هو في المقام الأول اختلاف مفاهيمي.
- السرعة المتوسطة هي المسافة التي يقطعها الجسم خلال فترة زمنية معينة.
- بينما تعرف السرعة اللحظية بأنها سرعة الجسم عند نقطة معينة ينتقل إليها الجسم خلال فترة زمنية قصيرة.
- قيمة السرعة اللحظية تكون دائمًا موجبة؛ أي أكبر من أو يساوي الصفر، كما يمثله ميل خط التماس عند كل نقطة في مخطط المسافة-الزمن.
- وتجدر الإشارة إلى أن السرعتين رقميتان ويمكن قياسهما بنفس المقياس وبنفس الوحدة.
|
سرعة لحظية |
متوسط السرعة |
|
المسافة عند نقطة/زمن عند نفس النقطة |
المسافة الإجمالية/الوقت الإجمالي |
- وفيما يتعلق بالسؤال المذكور، فإن السرعة اللحظية ككمية عددية تساوي السرعة المتوسطة عندما يتحرك الجسم في مسار ثابت وبسرعة ثابتة، لا تتغير بمرور الوقت لا بالزيادة ولا بالنقصان. بمعنى آخر، السرعة اللحظية تساوي متوسط السرعة بدون تسارع (أي لا يوجد تسارع إيجابي أو سلبي).
وفي النهاية نتمنى لك التوفيق دائما. نحن بجانبك وسنقدم لك جميع الإجابات على أسئلتك حول ما نقوله عن الجسم الذي يتسارع عندما يتغير اتجاه حركته، فقط اترك الأمر لنا في التعليقات أدناه ثم انتظر بضع دقائق فقط.