جدول ال فكرة
القانون الرياضي لحساب السرعة ، مثل القانون الرياضي لحساب السرعة ، يعتمد على المسافة التي يقطعها الجسم والوقت الذي استغرقه الجسم لقطع المسافة ، وفي هذه المقالة سنشرح بالتفصيل السرعة في التحدث في الفيزياء ، ونحن شرح القانون الرياضي المستخدم لحساب سرعة الأشياء.
ما السرعة
السرعة هي المسافة التي يقطعها الجسم في فترة زمنية معينة ، وتعبر السرعة عن معدل تغير المسافة بالنسبة للوقت الذي يستغرقه قطع تلك المسافة ، ويتم التعبير عن السرعة في الحسابات والمعادلات الرياضية بواسطة الرمز v أو الرمز العربي p ، ويتم قياسه بوحدات متر في الثانية ، يُشار إليه بمقياس الرمز / ثانية أو بالرمز s / m ، ويمكن تقسيم السرعة في الفيزياء على المتجه أو القيمة القياسية كالآتي:[1]
- السرعة القياسية: هذا معيار فيزيائي يعبر فقط عن سرعة الجسم دون تحديد اتجاه حركة الجسم.
- متجه السرعة: هذه كمية متجهة فيزيائية تعبر عن سرعة الجسم وتحدد اتجاه حركة الجسم.
في الواقع ، في الفيزياء ، هناك فرق بين السرعة والتسارع ، حيث أن السرعة هي معدل تغير المسافة بالنسبة للوقت ، بينما التسارع هو معدل تغير سرعة الجسم فيما يتعلق بالوقت ، وبالتالي يتم استخدام التسارع للدلالة على الحجم لوصف التغير في السرعة أثناء حركة الجسم ، لأن سرعة الأشياء في الطبيعة تتغير غالبًا بمرور الوقت.
راجع أيضًا: هل تسقط جميع الأشياء بنفس السرعة؟
القانون الرياضي لحساب السرعة
القانون الرياضي لحساب السرعة هو قسمة التغير في المسافة على التغير في الزمن. على سبيل المثال ، إذا قطعت سيارة مسافة 100 متر في زمن 10 ثوانٍ ، فإن سرعة السيارة تساوي 10 أمتار لكل الثانية في هذه الحالة ، عن طريق قسمة المسافة التي تقطعها السيارة ، والتي تساوي 100 متر ، في الوقت الذي تستغرقه السيارة لقطع تلك المسافة ، والتي تساوي 10 ثوانٍ ، تُستخدم لحساب سرعة الأشياء ، و هذه القوانين هي كما يلي:[2]
السرعة = التغيير في المسافة ÷ التغيير في الوقت = (f2 – f1) ÷ (g2 – g1) يمكن اختصار القانون على النحو التالي: السرعة = Δ المسافة ÷ Δ الوقت
حيث تمثل Δ التغيير ووحدة السرعة متر / ثانية ، بينما وحدة المسافة بالأمتار والوقت يقاس بوحدات الثواني.
انظر أيضًا: إحدى طرق تغيير تسارع الأجسام هي زيادة سرعة الجسم
أنواع السرعة في الفيزياء
يوجد في الفيزياء عدة أنواع للسرعة التي يمكن حسابها أو قياسها للأجسام المتحركة وفيما يلي أنواع هذه السرعة التي يمكن حسابها أو قياسها على النحو التالي:[3]
- السرعة اللحظية: هذه هي سرعة الجسم فقط في نقطة زمنية معينة وهي كمية معيارية فيزيائية ، لأن هذه السرعة تعبر عن السرعة عند نقطة معينة في حركة الجسم.
- متوسط السرعة: هو إجمالي المسافة المقطوعة مقسومة على الوقت الإجمالي الذي استغرقه الجسم لقطع تلك المسافة ويعبر عن المعدل أو متوسط سرعة التحديد أثناء الحركة
- السرعة المتغيرة: نظرًا لأن هذه السرعة تعني أن الجسم يقطع مسافة مختلفة في فترات زمنية متساوية أو يقطع مسافة متساوية في فترات زمنية مختلفة ، في هذه الحالة يكون التسارع غير صفري.
- السرعة المنتظمة: نظرًا لأن هذه السرعة تعني أن الجسم يقطع نفس المسافة في فترات زمنية متساوية ، فإن العجلة في هذه الحالة تساوي صفرًا.
انظر أيضًا: ما الفرق بين المسافة والإزاحة؟
أمثلة على حساب سرعة الأجسام المتحركة
فيما يلي بعض الأمثلة العملية لحساب سرعة الأشياء بالقانون الرياضي لحساب السرعة وهذه الأمثلة هي كما يلي:
- المثال الأول: حساب متوسط سرعة السيارة التي قطعت مسافة 350 كم في 4 ساعات فقط الحل: أولاً تحتاج إلى تحويل وحدة الكيلومترات إلى وحدة الأمتار وتحويل الساعات إلى الثواني للحصول على ما يلي : 1 كم = 1000 متر 350 كم = 350000 متر ساعة واحدة = 3600 ثانية 4 ساعات = 14400 ثانية السرعة = Δ المسافة ÷ Δ سرعة الوقت = 350000 14400 السرعة = 24.3 م / ث
- المثال الثاني: حساب سرعة الدراجة التي قطعت مسافة 10 أميال في 45 دقيقة فقط الحل: يجب أولاً تحويل وحدة الأميال إلى وحدة الأمتار وتحويل الدقائق إلى ثوانٍ على النحو التالي: 1 ميل = 1609 أمتار 10 أميال = 16090 متر 1 دقيقة = 60 ثانية 45 دقيقة = 2700 ثانية السرعة = Δ المسافة ÷ سرعة الوقت = 16090 ÷ 2700 السرعة = 5.95 م / ث
- المثال الثالث: حساب الوقت الذي يستغرقه جسم يتحرك بسرعة 5 أمتار / ثانية ليقطع مسافة 4.6 كيلومتر. الحل: يجب أولاً تحويل وحدة الكيلومتر إلى وحدة العداد للحصول على ما يلي: 1 كيلومتر = 1000 متر 4.6 كيلومتر = 4600 متر السرعة = 5 متر / ثانية السرعة = Δ المسافة ÷ Δ الوقت الوقت = Δ مسافة ÷ وقت السرعة = 4600 5 الوقت = 920 ثانية الوقت ≈ 15.3 دقيقة
- المثال الرابع: حساب مسافة شخص يمشي بسرعة 1.7 متر / ثانية. يعمل لمدة نصف ساعة طريقة الحل: يجب أولاً تحويل الساعات إلى ثوان للحصول على: 1 ساعة = 3600 ثانية 0.5 ساعة = 1800 ثانية السرعة = 1.7 متر / ثانية. السرعة = Δ المسافة ÷ Δ المسافة الزمنية = السرعة × Δ المسافة الزمنية = 1.7 × 1800 المسافة = مسافة 3060 مترًا ≈ 3.06 كم
بنهاية هذا المقال نعلم أن القانون الرياضي لحساب السرعة هو قسمة معدل تغير المسافة على معدل تغير الزمن ، حيث شرحنا بالتفصيل ما هي السرعة وما هي السرعة والسرعة القياسية ، لدينا جميع أنواع السرعة التي يمكن حسابها أو قياسها في الفيزياء ونذكر بعض الأمثلة العملية لطريقة حساب سرعة الأشياء بواسطة القانون الرياضي لحساب السرعة.