تعريف السرعة
السرعة هي المسافة التي يتم قطعها خلال وحدة زمنية ، وتُقاس السرعة على أنها نسبة المسافة إلى الوقت الذي تم فيه قطع المسافة ، والسرعة هي كمية عددية لأنها لها اتجاه فقط وليس لها حجم ، وتزداد سرعة الجسم مع انخفاض الوقت ليغطي نفس المسافة ، وتتناسب سرعة الجسم عكسياً مع الوقت ،تزداد سرعة الجسم بزيادة المسافة المغطاه في وقت ثابت ، وتتناسب سرعة الجسم طرديًا مع المسافة المغطاه.[1]
أنواع السرعة
السرعة المنتظمةالجسم لديه سرعة موحدة إذا كان يغطي مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية مهما كانت الفترة الزمنية قصيرة.وفي المعادلة S = vt v هي متوسط سرعة الجسم خلال الوقت t ، وذلك لأن سرعة الجسم قد تتغير خلال الفترة الزمنية t ، ومع ذلك إذا كانت سرعة الجسم لا تتغير ولها نفس القيمة ، فيقال إن الجسم يمتلك سرعة موحدة.السرعة المتغيرة أو السرعة غير المنتظمةالسرعة المتغيرة إذا كان يغطي الجسم مسافة مختلفة في نفس الفترات الزمنية ، ويقال إن الجسم يتحرك بسرعة متغيرة إذا تغيرت سرعته أو اتجاهه أو كلاهما مع مرور الوقت.على سبيل المثال فإذا كان جسمًا يدور حول دائرة بسرعة موحدة ، فسوف تكون سرعته متغيرة لأن اتجاهه يتغير مع الحركة.السرعة المتوسطةمن الصعب تحديد مقدار السرعة غير المنتظمة للجسم ، لذلك نستخدم متوسط السرعة ويمكن تعريف السرعة المتوسطة على أنها إجمالي المسافة التي يقطعها الجسم المتحرك مقسومًا على إجمالي الوقت المستغرق لقطع هذه المسافة.يمثل متوسط السرعة السرعة العادية التي يتحرك بها الجسم المتحرك ليغطي نفس المسافة في نفس الفترة الزمنية.عندما يكون متوسط سرعة جسم متحرك مساويًا للسرعة العادية ، توصف الحركة بأنها الحركة المنتظمة ، وعندما لا يساوي متوسط سرعة جسم متحرك السرعة العادية ، وهي الحركة التي توصف بأنها حركة غير منتظمة.تعريف السرعة اللحظية هناك اختلاف بين السرعة المتوسطة والسرعة اللحظية حيث تكون السرعة اللحظيةهي مقدار السرعة اللحظية ، فعندما يتحرك شيء ما بسرعة متغيرة ، فإن سرعة ذلك الجسم في أي لحظة زمنية تُعرف بالسرعة اللحظية ، على سبيل المثال ، افترض أن راكب الطائرة في لحظة واحدة كان لديه سرعة لحظية تبلغ .03.0 م / ث ، وفي ذلك الوقت كانت سرعته الفورية 3.0 م / ث. أو افترض أن سرعتك اللحظية في وقت ما أثناء رحلة تسوق هي 40 كم / ساعة باتجاه الشمال ، فستكون سرعتك اللحظية في تلك اللحظة 40 كم / ساعة ، نفس المقدار ولكن بدون اتجاه.[2]
تعريف السرعة المتجهة
السرعة تدرك الاتجاه ، فعند تقييم سرعة جسم ما ، يجب أن تتبع الاتجاه ، فعندما نقول إن سرعة جسم ما تبلغ 55 ميل / ساعة فهذا لا يكون كافي ، فيجب أن يكون لديك معلومات عن الاتجاه من أجل وصف سرعة الجسم بشكل كامل.على سبيل المثال ، يجب أن تصف سرعة جسم ما على أنه 44 ميل / ساعة غربا ،ويمكن معرفةاتجاه السرعةفهو نفس اتجاه تحرك الجسم ، ولا يهم ما إذا كان الجسم سريع او بطئ ، فإذا كان جسم ما يتحرك إلى اليمين ، فإن سرعته توصف بأنها في اتجاه اليمين ،إذا كان جسم ما يتحرك لأسفل ، فإن سرعته توصف بأنها لأسفل. وبال بحث عن السرعة المتجهة النسبية تجد أنها يكون لها قيمة موجبة أو سلبية أو صفرية ، وتكون موجبة عندما تكون الإزاحة موجبة (أي عندما يتحرك الجسم في اتجاه زيادة تنسيق الموضع ) وسالب عندما يكون الإزاحة سالبة.وبذلك يتضح الفرق بين السرعة المتوسطة والسرعة المتجهة المتوسطة ، حيث تقيس السرعة المتوسطة متوسط السرعة بينما تحسب السرعة المتجهة المتوسطة متوسط اتجاه السرعة .[3]
تعريف التسارع
التسارع هو الاسم الذي نطلقه على أي عملية تتغير فيها السرعة ، ونظرًا لأن السرعة هي سرعة واتجاه ، فهناك طريقتان فقط يمكنك من خلالها زيادة السرعة: تغيير سرعتك أو تغيير اتجاهك أو تغيير كليهما ،إذا كنت لا تغير سرعتك ولا تغير اتجاهك ، فسوف يمكنك التسارع بغض النظر عن السرعة التي تسير بها .لذلك تكون الطائرة النفاثة التي تتحرك بسرعة ثابتة تبلغ 800 ميل في الساعة على طول خط مستقيم لها تسارع صفري ، على الرغم من أن الطائرة تتحرك بسرعة كبيرة ، لأن السرعة لا تتغير ، وعندما تهبط الطائرة وتتوقف بسرعة ، سيكون لها تسارع لأن السرعة تغيرت.[4]
قياس السرعة
طرق قياس السرعة تختلف عن قياس التسارع ولذلك تكون قوانين السرعة والتسارع مختلفين، ومن خلال السرعة يمكننا معرفة مدى سرعة سفر شيء ما أو شخص ما ، ويمكنك إيجاد متوسط سرعة جسم ما إذا كنت تعرف المسافة المقطوعة والوقت المستغرق ، ويمكن قياس السرعة من خلال التبرير الاستقرائي والتخمين .
معادلة السرعة
قانون السرعة هو : السرعة = المسافة ÷ الوقت ، ولمعرفة وحدات السرعة ، تحتاج إلى معرفة وحدتي المسافة والوقت.ففي هذا المثال ، تكون المسافة بالأمتار (م) والوقت بالثواني (ثوانٍ) ، لذلك ستكون الوحدات بالأمتار في الثانية (م / ث) .يمكن إعادة ترتيب سرعة الصيغة = المسافة ÷ الوقت ، تمامًا مثل أي معادلة أخرى ، ويمكن إعادة ترتيب الصيغة بثلاث طرق وهي:
وحدة السرعة
السرعة هي المعدل الذي يتغير عنده موضع الجسم ، وتُقاس بالأمتار في الثانية ، وعلى سبيل المثال ، إذا بدأ شيء ما من الأصل ، ثم تحرك ثلاثة أمتار في ثلاث ثوان ، فإن سرعته تكون مترًا واحدًا في الثانية.ووحدات السرعة الأكثر شيوعًا هي متر في الثانية (م / ث) ، كيلومتر في الساعة (كم / ساعة) وأميال في الساعة (ميل / ساعة) ، فعندما تقاس المسافة بالمتر والوقت يقاس بالثانية ، تكون وحدة قياس السرعة (م / ث) ، وعندما تقاس المسافة بالكيلومتر ويقاس الوقت بالساعة ، ولذلك تكون وحدة قياس السرعة (كم / ساعة).[6]
حساب سرعة السيارة
لقياس السرعة في المركبات ، يتم استخدام عدادات السرعة ، و لقياس المسافة المقطوعة تستخدم عدادات المسافات ،ففي رحلة السيارة النموذجية ستتغير سرعة السيارة ، والمسافة تكون مقسومة على الوقت وتحسب متوسط سرعة السيارة.مثالتقطع السيارة 120 ميلاً في ساعتين و 30 دقيقة ، احسب متوسط سرعة السيارة م / س.وحدات السرعة أميال في الساعة لذا يجب أن يكون الوقت بالساعات.هناك 60 دقيقة في ساعة واحدة ، 30 دقيقة نصف ساعة.الوقت الإجمالي للرحلة 2.5 ساعة.متوسط السرعة 48 ميلا في الساعة.يمكن إعادة ترتيب معادلة السرعة لحساب الوقت المستغرق أو المسافة المقطوعة.[7]
المراجع
- 1 - Definition of Speed In Physics with Examples .
- 2 - https://www.toppr.com/guides/physics-formulas/speed-formula-physics/ .
- 3 - Speed & Velocity – Definitions, Formulas, Types, Differences, Problems .
- 4 - What is acceleration? .
- 5 - What is speed? .
- 6 - Units of measure .
- 7 - How to calculate vehicle speed from engine RPM and vice versa .
