المقدمة:

هل تتساءل أحيانًا لماذا يبدو بعض الأشياء كما لو كانت تنساب بسهولة؟ في هذا المقال، سنغوص عميقًا في عالم الحركة ونستكشف مختلف أنواع السرعة التي تحكم واقعنا الفيزيائي. استعد لذلك، حيث سنكشف الأسرار وراء السرعة والتسارع وكل ما يتعلق بينهما. نكشف عن العلم المثير وراء كيفية حركة الأشياء!

عناصر المقالة:

1.       السرعة:

2.       أنواع السرعة:

3.       السرعة المتوسطة:

4.       السرعة اللحظية:

5.       السرعة الثابتة:

6.       حساب المسافة:

7.       السرعة المتجهة:

8.       الختام:

السرعة:

تخيل أنك متزلج على لوح ذي عجلات، وتتجه متسارعًا إلى أسفل في مسارٍ نصف دائري. سوف يخفق قلبك كلما زادت سرعتك. وعند وصولك إلى أخفض جزء ستكون مسرعًا إلى درجة الشعور بالإثارة، وربما بالخوف. وعندما تغير اتجاهك صاعدًا الجانب الآخر سوف تقل سرعتك. وعند وصولك إلى قمة المنحدر فإنك تكاد تتوقف عن الحركة، ويمكنك التوقف بسهولة إن أردت، أو أن تعود متسارعًا ثانية نحو أسفل المسار. ولفهم كيف تصف حركة معقدة كهذه، فكر في حركة أبسط، مثل حركة الدراجة المبينة في الشكل 1. ولوصف سرعة الدراجة عليك أن تعرف شيئين عن حركتها، الأول المسافة التي قطعتْها، والثاني الزمن الذي احتاجتْ إليه لتتحرك هذه المسافة.

أنواع السرعة:

السرعة المتوسطة:

 يستطيع راكب الدراجة أن يتسارع أو يتباطأ عدة مرات خلال فترة زمنية معينة. ومن طرائق وصف حركة راكب الدراجة استخدام السرعة المتوسطة. ولحساب السرعة المتوسطة اقسم المسافة التي قطعها على الزمن الذي استغرقه في قطع تلك المسافة.

ولأنَّ السرعة المتوسطة تحسب بقسمة المسافة على الزمن فإنَّ وحداتها تكون وحدة مسافة مقسومة على وحدة زمن. ومن ذلك أن وحدة سرعة الدراجة هي متر في الثانية، بينما وحدة سرعة السيارة هي عادة كيلومتر في الساعة.

 السرعة اللحظية:

تعد السرعة المتوسطة مفهومًا مفيدًا إذا لم تكن مهتمًّا بتفاصيل الحركة. افترض مثلاّ أنك قطعت في رحلة طويلة مسافة 64 كم في

8 ساعات. إن سرعتك المتوسطة 80 كم/ساعة حتى لو كنت تعطلت لبعض الوقت بسبب الزحام مثلاً. وإذا كنت تتسارع أو تتباطأ أحيانًا فقد يكون من المفيد معرفة سرعتك عند لحظة معينة. و لتجنب تجاوز حدود السرعة القصوى المسموح بها في الطريق فإن السائق يحتاج إلى معرفة سرعته اللحظية؛ أي سرعته عند لحظة معينة. ويبين عداد سرعة السيارة، السرعة اللحظية للسائق، كما هو مبين في الشكل 2. كيف تتغير سرعتك اللحظية عندما تهبط بدراجتك  تلاّ ، أو تصعد آخر؟

ما الفرق بين السرعة اللحظية والسرعة المتوسطة؟

السرعة الثابتة:

 أحيانًا يتحرك جسم ما لفترة زمنية قد تطول أو تقصر، بحيث لا تتغير سرعته اللحظية. إذا لم تتغير السرعة اللحظية فإن الجسم يتحرك بسرعة ثابتة. وفي هذه الحالة فإن السرعة اللحظية والسرعة المتوسطة تكونان متساويتين.

حساب المسافة:

 إذا تحرك الجسم بسرعة ثابتة فإن المسافة التي يقطعها في فترة زمنية محددة يمكن حسابها من معادلة السرعة المتوسطة. فإذا ضربت طرفي هذه المعادلة في الزمن فسوف تحصل على المعادلة التالية:

لاحظ أن وحدة الزمن المستعملة في السرعة وفي الفترة الزمنية لا بد أن تكون هي نفسها لكي يتم اختصارها عند حساب المسافة.

السرعة المتجهة:

افترض أنك تمشي بسرعة ثابتة في شارع ما متجهًا شمالاً. وعند تقاطع طرق توجهت نحو الشرق وبدأت السير بالسرعة نفسها، كما في الشكل 3. لقد تغيرت حركتك رغم أنَّ سرعتك بقيت قيمتها ثابتة. لكي تصف حركتك بصورة كاملة، عليك أن تحدد السرعة التي كنت تسير بها، وكذلك اتجاه حركتك. فالسرعة المتجهة لجسم ما هي مقدار سرعة ذلك الجسم واتجاه حركته. وبذلك تتغير السرعة المتجهة لجسم ما إذا تغير مقدار سرعته، أو تغير اتجاه حركته أو كلاهما.

الختام:

1.      الاستكشاف الملحمي لعالم الحركة والسرعة، نجد أن الحركة ليست مجرد مفهوم في الفيزياء، بل هي جوهر الحياة نفسها. منذ اللحظة التي نستيقظ فيها صباحاً وننطلق في يومنا، حتى لحظة انغماسنا في عوالم الرياضة والنشاط البدني، تحيط بنا حركة لا تنقطع.

2.      في هذا الرحلة الملهمة، كشفنا عن أسرار السرعة والتسارع، واستكشفنا تباين الحركة في مختلف السياقات. إن فهم هذه القوانين يمكننا من التفاعل بشكل أفضل مع العالم من حولنا وتحقيق أهدافنا بفعالية.

3.      لنظل دائمًا في حالة حركة، مستعدين لتحديات الحياة واستكشاف أفق جديد من التحسين والتقدم. فلنستمر في تسارعنا نحو مستقبل مليء بالإثارة والإنجازات. في عالم الحركة، تبدأ كل رحلة بخطوة، وكل سرعة تحتاج إلى انطلاقة. إلى مزيد من المغامرات والنجاحات في عالم الحركة والتقدم!

قم بالتجربة بنفسك من خلال منصة ڤلابي لمعامل العلوم الافتراضية