الحركة المتسارعة

الحركة

تعرف الحركة فيزيائياً على أنها تغير يحدث لموقع الجسم من مكان إلى مكان آخر مختلف تماماً، وتقسم الحركة إلى ثلاثة أصناف، أهمها الحركة الدورانية؛ التي تمثل دوران الأرض حول نفسها، والحركة الخطية؛ التي تمثل حركة السيارة في طريق مستقيمة، والحركة التذبذبية؛ التي يقوم بها النابض أو البندول، إضافة إلى الحركة في اتجاه واحد؛ والتي تسمى بالحركة المتجهة، وقد تكون بشكل أفقي أو عمودي أو إلى الجهة الشرقية أو الغربية، أما المسافة التي يقطعها الجسم خلال حركته فتعرف بالإزاحة.

تعريف التسارع:

التسارع أو العجلة هو تغير السرعة مع الزمن وقد يكون موجباً أو سالباً وقد يساوي صفراً.

شرح للحالات الثلاثة:

• موجباً: أي يكون اتجاه التسارع في اتجاه الحركة، فالسرعة هنا تزداد مع الزمن، أي إذا كانت السرعة 5 متر/ثانية والتسارع 5 متر /ثانية/ثانية، فالسرعة ستصبح بعد مرور 1 ثانية مساوية 10متر/الثانية وبعد ثانيتين تصبح 15 متر/الثانية.

• سالباً: انخفاض السرعة مع الزمن (مثلا عند كبح السيارة)، يلاحظ هذا التسارع العكسي عند كبح السيارة، مثل القيام بالضغط على دواسة المكابح في السيارة فتتباطئ سرعة السيارة بمعدل ثابت حتى تتوقف.

• التسارع يساوي صفر "معدوم": أي أن السرعة منتظمة لا تتغير مع مرور الزمن.

ويعرف التسارع أو العجلة رياضيا بأنه "تغير السرعة مع الزمن"، فإذا كانت السرعة تقاس بالمتر في الثانية فإن التسارع يقاس بالمتر في الثانية في الثانية، أي متر/ثانية/ثانية.

حسابه

يساوي التسارع ميل الخط البياني في منحنى "السرعة المتجهة – الزمن"

رمزه

التسارع كمية متجهة له مقدار واتجاه ويرمز له بالرمز a

وحدة قياسه: m/s2

أنواع التسارع

التسارع الثابت أو المنتظم: وهو معدل التغير الثابت في السرعة.

التسارع المتوسط: وهو التغير في السرعة خلال فترة زمنية مقسوماً على هذه الفترة.

التسارع اللحظي: التغير في السرعة عند فترة زمنية محددة.

اشارة التسارع

(+) اتجاه متجه التسارع في الاتجاه الموجب للحركة تعني أن سرعة الجسم تزداد.

(-) اتجاه متجه التسارع في الاتجاه السالب للحركة تعني أن سرعة الجسم تتباطأ.

حساب التسارع المتوسط

a = Δ V /Δ t

حيث

a: التسارع (العجلة)

ΔV: هي فرق السرعة

t: الزمن

وحدة قياس التسارع هي متر لكل ثانية تربيع. م/ث2.

أما إذا أردت تعيين الزمن فاستخدم العلاقة t = Δv / a

وإذا أردت تعيين المسافة فاستخدم العلاقة: x = v0t + 1/2 a.t2

حيث v0 هي السرعة الابتدائية.

السقوط الحر

تعريفه: هو سقوط الجسم باتجاه مركز الأرض من دون التأثير عليه بقوة أخرى غير قوة المكتسبة من الجاذبية الأرضية بتسارع تساوى تقريباً 9.81 م/ث^2 ثابتة لكل الأجسام قرب سطح الأرض دون تأثير لكتلتها. ويستخدم مصطلح السقوط الحر أيضاً للتعبير عن القفز من طائرة من دون استخدام مظلة.

التسارع في مجال الجاذبية الأرضية: تسارع جسم يسقط سقوطاَ حرا نتيجة تأثير جاذبية فيه واتجاه نحو مركز الأرض.

مقدار تسارع الجاذبية الأرضية: g= 9.8m/s2

اشارة تسارع الجاذبية الأرضية

(+) عندما يسقط الجسم باتجاه الارض تعني أن السرعة تتزايد.

(-) عندما يقذف الجسم لأعلى تعني أن السرعة تتناقص.

من الأمثلة على السقوط الحر:

• سقوط حجر من أعلي برج.

• دوران القمر حول الأرض.

المراجع

Andrew Zimmerman Jones (22-4-2018), "Definition of Speed in Physics"، www.thoughtco.com, Retrieved 16-06-2019. Edited.

"types of motion in physics with examples and pictures in daily life", physicsabout.com,9-2-2016، Retrieved 16-06-2019. Edited.