سرعة الجسم عند لحظة معينة
سرعة الجسم عند لحظة معينة شكل من أشكال تسارع الأجسام بآليات مُحددة، حيث يُستخدم مصطلح السرعة تعبيرًا عن طول المسار الذي يقطعه الجسم في فترة زمنية مُحددة؛ لتقدير إن كان سريع أو بطيء.
سرعة الجسم عند لحظة معينة
السرعة هي من الكميات الفيزيائية المُتجهة المُعبرة عن مقدار الزمن الذي اتخذه الجسم في التحرك مسافة مُعينة في اتجاهٍ ما.
أمّا سرعة الجسم عند لحظة معينة هي السرعة الثابتة في فترة زمنية مُحددة ويُطلق عليها سرعة لحظية.
يُمكن النظر إلى عداد قياس السرعة وقراءة الرقم لمعرفتها أو حسابها من الدالة التي تضم مشتقة المسافة بالنسبة للزمن، أي v =
فإن سارت الدراجة بسرعة 50 كم في الساعة، بعد ساعة كاملة مُتوقع أن تكون قطعت مسافة 50 كم.. لكن نظريًا فقط؛ لأن واقعيًا لا يُمكن ثبات سَير المركبات بنفس السرعة لفترة زمنية مُعينة.
يجدر بالإشارة إلى أن في حالات قليلة التي يتحرك بها الجسم بشكل منتظم، تكون به السرعة اللحظية s*t
لا يفوتك أيضًا: نقول عن الجسم بأنه يتسارع إذا
حساب السرعة اللحظية
غنى عن البيان أن السرعة اللحظية يتم حسابها بالنظر إلى عداد قراءة السرعة، لكن في بعض الأحيان لا يعد ذلك خيارًا كما ذكرنا آنفًا؛ لذا تُحسب بالمعادلة: v =
أولًا: حساب السرعة المتوسطة
فهي ناتجة من قسمة المسافة على الزمن واشتقاق المعادلة الناتجة، فتكون المعادلة على الشاكلة: (ع)= دف/ دز
ثانيًا: اشتقاق معادلة السرعة
ينتج عن اشتقاق المعادلة الإزاحة بدلالة الزمن؛ لكي تكون معادلة للزمن والجانب الآخر الإزاحة بدلالة الزمن، وهي: ح= أ × ز² + ب × ز + جـ، ويجدر التنويه “أن أ، ب، جـ” أعداد حقيقية.
ثالثًا: اشتقاق معادلة الإزاحة
بعد الاشتقاق يعوض بقيمة الزمن المُراد حسابه بدلًا من الحرف ز، في المعادلات المُشتقة، فينتج قانون مُختصر لحساب السرعة اللحظية ألا وهو: “دف / دز”.
لا يفوتك أيضًا: عندما تؤثر قوة في جسم ما، ويتحرك لمسافة معينة، فإن ذلك يقصد به
أنواع السرعات
سُرعة الجسم عند لحظة معينة هي السرعة اللحظية، وهي نوع من أنواع السرعة التي تتناسب عكسيًا مع الزمن لقطع نفس المقدار من المسافة.
| السرعة المنتظمة | هي السرعة الناتجة من تغطية الجسم لمسافات متساوية في أزمنة متساوية. |
| السرعة غير المنتظمة | تنتج عندما يقطع الجسم مسافات غير متساوية خلال فترات زمنية متساوية. |
| السرعة المتوسطة | عندما يقطع الجسم مسافات مختلفة في فترة زمنية مُحددة؛ لا يُمكن حساب سرعته إلا بإيجاد السرعة المتوسطة. |
| السرعة المتجهة | السُرعة المُقيمة باتجاه، وتصف المسافة التي قطعها الجسم في فترة زمنية في اتجاه مُحدد. |
وحدة قياس السرعة
سرعة الجسم عند لحظة مُعينة أو أي نوع من السرعات يُقاس بوحدة قياس.. تُحدد المسافة بالنسبة للزمن.
فوحدات السرعة الأكثر شيوعًا هي متر/ ثانية أو كم / ساعة، ويمكن التحويل بينهم في الضرب في القيمة والعكس.
لا يفوتك أيضًا: ما القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة
أمثلة على السرعة
بيد أن يفهم الطالب قانون السرعة ويعي الحل الأنسب للمسألة يجب الاطلاع على أمثلة.
- مثال: تقطع سيارة مسافة 120م في 8 ث، فما سُرعة السيارة؟
الحل: V = d*t
V = 120 * 8 = 960 م/ث
- مثال: توجه أحمد إلى المتجر بالدراجة، فذهب مسافة 60م في 0.8 دقيقة، ثم توجه إلى محل آخر لمسافة 15م في 0.1 دقيقة، وعاد مرة أخرى إلى المنزل لمسافة 200م في 5 دقائق، احسب السرعة المتوسطة للدراجة.
الحل: السرعة المتوسطة = = = 46.6 م/ث
- مثال: استقل عمر سيارة في رحلة إلى المدينة وكان متوسط سرعتها 100 كم/س أول ساعتين وكانت سرعته المتوسطة 80 كم/س في الساعات الثلاث التالية.. ما هي سرعته المتوسطة؟
الحل:
- المسافة عن أول ساعتين = v * t = 100 * 2 = 200 كم
- المسافة للساعات التالية = 80 * 3 = 240 كم
- المسافة الكلية = 440 كم، الزمن الكلي = 5 ساعات.
- السرعة المتوسطة = 88 كم/ساعة.
تتحقق مُعادلة السرعة عند تطبيق قانون يجمع بينها وبين الزمن والمسافة، لذا تعتبر السرعة اللحظية هي سرعة المركبة عند لحظة مُعينة.