إذا كنت بحاجة إلى 30 دقيقة من ركوب الدراجة للوصول إلى منزل صديقك الذي يبعد 9 كيلومترات، فما هو متوسط سرعتك؟ ستتم الإجابة عن هذا السؤال من خلال ندرة مفهوم الجسد وأنواعه، وهي مفاهيم فيزيائية مهمة للغاية تُعطى للطلاب في المراحل المتوسطة.
إذا كنت بحاجة إلى 30 دقيقة من ركوب الدراجة للوصول إلى منزل صديقك الذي يبعد 9 كيلومترات، فما هو متوسط سرعتك؟
إذا كنت بحاجة إلى 30 دقيقة من ركوب الدراجة للوصول إلى منزل صديقك الذي يبعد 9 كيلومترات، فما هو متوسط سرعتك؟ الإجابة هي 5 أمتار في الثانية. للعثور على الحل، سيتم اتباع الخطوات التالية:
- قانون متوسط السرعة هو المسافة التي يقطعها الجسم ÷ زمن السفر، أي s = x ÷ g، حيث x هي المسافة و g هي الوقت.
- المسافة المقطوعة 9 كم، أي 9 × 1000 = 9000 متر.
- الوقت اللازم لقطع المسافة السابقة هو 30 دقيقة ويمكن تحويلها إلى دقائق مع العلم أن كل دقيقة تساوي 60 ثانية، لذا فإن 30 دقيقة = 30 × 60 = 1800 ثانية.
- تطبيق معادلة السرعة SR = x ÷ g = 9000 1800 = 5 متر / ثانية.
ملاحظة: يمكن أيضًا حساب السرعة مباشرة بالكيلومترات في الدقيقة من خلال تطبيق قانون السرعة مباشرةً ثم تحويل الأرقام إلى وحدات دولية على النحو التالي:
- sr = x g = 9 ÷ 30 = 0.3 km / min.
- نظرًا لأن الوحدة الزمنية العالمية هي الثانية ووحدة قياس المسافة عالميًا هي المتر، يتم إجراء التحويل على النحو التالي: SR = (0.3 × 1000) متر / 1 × 60 ثانية = 300 60 = 5 م / ثانية.
ما هو مفهوم السرعة؟
تُعرَّف السرعة بأنها متوسط المسافة التي يقطعها الجسم خلال الوقت الذي يستغرقه لقطع تلك المسافة، ويتم تمثيل السرعة ماديًا في شكل شعاع فيزيائي له قيمة أو طول يعبر عن مقدار السرعة، أي قيمتها العددية، وهذا الشعاع له اتجاه يعبر عن اتجاه حركة الجسم، ومن أنواع السرعة:
- السرعة الثابتة: نقول عن جسم له سرعة ثابتة إذا استغرق نفس الوقت للسفر مسافات متساوية، وتسارع الجسم في هذه الحالة يساوي صفرًا، بمعنى أن الجسم لا يغير قيمة سرعته ولا يغير اتجاه حركته.
- السرعة المتغيرة: نقول عن جسم له سرعة متغيرة إذا كانت سرعته تتغير باستمرار في القيمة أو الاتجاه.
- السرعة الآنية أو الأولية: هي سرعة الجسم في لحظة نشأته.
- السرعة النهائية: هي سرعة الجسم عندما يصل إلى النقطة الأخيرة من المسار ويتوقف بعد ذلك.
- متوسط السرعة: عندما تكون سرعة الجسم متغيرة، يتم حساب متوسط السرعة، وهو مجموع سرعات الجسم على فترات زمنية، بناءً على عددها.
أنواع السرعات
هناك نوعان رئيسيان من حركة الجسم، حسب شكل المسار الذي يتبعه الجسم أثناء الحركة، وهما:
- السرعة الزاوية: عندما يتحرك جسم في مسار دائري، تُقاس سرعته بقياس الزاوية التي يقطعها بمرور الوقت، أحدها راديان في الثانية في الفيزياء والدرجات بالثواني في الرياضيات
- السرعة الخطية: عندما يتحرك جسم في مسار مستقيم، فإن الوحدة الدولية هي بالأمتار بالثواني أو بالكيلومترات بالساعات.
في الختام تم الاجابة على سؤال هل تستغرق 30 دقيقة بالدراجة للوصول الى منزل صديقك الذي يبعد 9 كيلومترات ما هو متوسط سرعتك؟ ووجد ان الجواب يمكن الحصول عليه بتطبيق قانون السرعة. من الجسم، كيف تم تحديد سرعة الجسم وأنواعه.