قوانين السرعة والتسارع في الفيزياء

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٨:٤٨ ، ٢٨ مارس ٢٠١٩
قوانين السرعة والتسارع في الفيزياء

مفهوم السرعة والتسارع

اجتهد الكثيرون من علماء الفيزياء بدراسة سرعة وتسارع الأجسام، فالسرعة هي المسافة الثابتة التي يقطعها الجسم في وحدة زمنية باتجاه واحد، وعندما تتغير هذه السرعة مع مرور الزمن يطلق على هذه الحالة اسم التسارع أو العجلة، وتقاس السرعة عادة بوحدات المسافات وبوحدات الزمن وأشهرها متر لكل ثانية، وأما التسارع يقاس بالمتر في الثانية، ولأهمية المفهومين سنتطرق في هذا المقال بالتحدث عن قوانين السرعة والتسارع في الفيزياء.

قوانين السرعة والتسارع في الفيزياء

قوانين السرعة في الفيزياء

قانون السرعة الفيزيائي (الشائع)

  • هي العلاقة بين المسافة والزمن، وهي عبارة عن المسافة التي يقطعها الجسم المتحرك في زمن معين.
  • يعبر عن هذه العلاقة بالمعادلة الرياضية التالية، حيث يمكن أن نرمز للسرعة الرمز س، والمسافة الرمز م، والزمن الرمز ز.
  • السرعة = المسافة ÷ الزمن، يعني ذلك بالرموز س= م÷ ز.
  • مثال على السرعة:
  1. ما هي سرعة الحصان إذا قام بقطع مسافة 100 متر في 50 ثانية؟
  2. الحل: السرعة = 100 ÷ 50 أي سرعة الحصان تساوي 2 متر لكل ثانية (2 م/ ث)

 قانون السرعة المتوسطة

  • هي المسافة الكلية التي يقطعها الجسم المتحرك في زمن ما.
  • مثال على ذلك حافلة تسير بمسافة متوسطة تساوي 80 كم لكل ساعة، أي أن هذه الحافلة تسير مسافة 80 كم في الساعة الواحدة، والساعتين تقطع مسافة 160 كم، وفي أربع ساعات تقطع مسافة 320 كم.
  1. ما السرعة المتوسطة لمتسابق قام بقطع مسافة 100 كم على دراجته خلال 5 ساعات؟
  2. الحل: - السرعة المتوسطة = المسافة المقطوعة / الزمن المستغرقة السرعة المتوسطة = 100 كم / 5 س = 20 كم / س

قانون السرعة اللحظية

  • هي السرعة التي يقطعها الجسم المتحرك عند لحظة معينة من الزمن، أي مشتقة الإزاحة بالنسبة للزمن، أو طول المسار بالنسبة للزمن.
  • يعبر عن قانون السرعة اللحظية بالمعادلة الرياضية التالية، حيث يمكن أن نرمز للسرعة الرمز س، وطول المسار ط، والزمن الرمز ز.
  • السرعة اللحظية= طول المسار (المسافة بين النقطة الأولى والنقطة الثانية على المسار) ÷ الزمن×2 .

قانون السرعة الخطية والسرعة الدورانية(الزاويّة)

  • السرعة الخطية هي وعبارة عن المسافة المقطوعة في وحدة زمنية على مسار دائري.
  • السرعة الدورانية تساوي معدل التغير في الإزاحة بالنسبة للزمن.
  • يعبر عن قانون السرعة الخطية بالعلاقة الرياضية التالية: السرعة الخطية = محيط الدائرة (2×باي×نق نصف القطر) ÷ الزمن
  • يعبر عن قانون السرعة الدورانية بالعلاقة الرياضية التالية: السرعة الدورانية = 2 × باي ÷ الزمن.

قوانين التسارع في الفيزياء

  •  حالات التسارع
  1. التسارع المعدوم: وهو التسارع التي لا تتغير فيه السرعة مهما تغير الزمن أي السرعة ثابتة.
  2. التسارع الموجب: أي أن التسارع يكون باتجاه الحركة، وتزداد فيه السرعة مع زيادة الزمن.
  3. التسارع السالب: أي التسارع يصبح عكسياً مع مرور الزمن عندما تتباطأ السرعة.
  • المعادلة الرياضية لقانون التسارع
  1. يعبر عن قانون التسارع بالعلاقة الرياضية التالية حيث يرمز للتسارع بالرمز ت، وفرق السرعة ف، والزمن ز.
  2. التسارع = فرق السرعة ÷ الزمن، ت = ف ÷ ز.