ما هو قانون المسافة؟ تعتبر الفيزياء من العلوم المهمة المرتبطة بالعلوم الأخرى. وترتبط الفيزياء بالرياضيات، وكذلك الكيمياء وغيرها. كما يختص بدراسة العديد من القوانين والنظريات المختلفة حول الكميات الفيزيائية بنوعيها القياسي والمتجه، ومن الجدير بالذكر أن المسافة هي إحدى الكميات الفيزيائية التي يخطئ البعض عند التفريق بينها وبين الإزاحة. وفي هذا السياق نوضح لكم ما هو قانون المسافة وكذلك تعريفه وأبرز الاختلافات بينه وبين الإزاحة.
تعريف المسافة في العلم
المسافة هي إحدى الكميات الفيزيائية القياسية التي يتم تحديدها من خلال قيمة رقمية ووحدة قياس. ويمكن التعبير عن مفهوم المسافة ووحدة قياسها وكذلك الأدوات المستخدمة لقياس المسافة على النحو التالي:
- المسافة هي مجرد طول المسار الذي يقطعه جسم متحرك.
- الإزاحة هي الحد الأدنى للمسافة بين نقطة البداية ونقطة النهاية.
- توفر المسافة معلومات كاملة عن المسار الذي يقطعه الجسم.
- المسافة هي كمية عددية.
- المسافة هي كمية قياسية يتم التعبير عنها باستخدام كمية ووحدة قياس، دون الحاجة إلى تحديد الاتجاه.
- المسافة تعطي قيمة عددية تعبر عن المساحة بين موقعين، مع الأخذ في الاعتبار المسار الفعلي الذي يقطعه الجسم.
- وحدة قياس المسافة هي المتر.
أنظر أيضا:
قانون المسافة الكلية في الفيزياء
ويمكن حساب المسافة من خلال العلاقة الحسابية التي تربطها بكل من: السرعة (ع) والزمن (ز)، حيث أن العلاقة بين المسافة والزمن علاقة طردية. إذا زادت السرعة التي يتحرك بها الجسم، فإن المسافة المقطوعة ستكون أطول. أما بالنسبة للعلاقة بين الزمن والسرعة، فبالعكس، إذا كان الجسم أسرع فإنه يقطع المسافة في زمن أقصر، فإليك قانون المسافة الكلية في الفيزياء:
- المسافة = السرعة × الزمن .
- تُعرّف المسافة في الفيزياء بأنها الطول الكامل للمسار الذي يقطعه الجسم بين نقطتين محددتين.
- يتم تمثيل المسافة بالرمز (m)، ويمكن حسابها بسهولة باستخدام قانون حساب المسافة.
حساب المسافة بين نقطتين
يواجه الكثير من الطلاب صعوبات في حل المسائل الرياضية لإيجاد المسافة بين نقطتين، حيث يكون لكل نقطة إحداثيان، أحدهما إحداثي x والآخر إحداثي y على المستوى الديكارتي. ويمكن حساب المسافة بين نقطتين من خلال القوانين التالية:
- احسب المسافة بين النقطة (x1, y1) والنقطة (x2, y2) من خلال الصيغة التالية: Distance2 = (x2 – x1)2 + (y2 – y1)2.
- وبالتالي فإن المسافة تعادل: الجذر التربيعي لـ ((x2 – x1)2 + (y2 – y1)2).
أنظر أيضا:
قانون المسافة والتسارع
تعتبر المسافة من الوحدات القياسية التي يكون وصفها قيمة عددية ووحدة قياس، ولا يحتاج التعبير عنها إلى تحديد اتجاه. أما التسارع فهو من الوحدات المتجهة التي لا بد من تحديد اتجاه لها، بالإضافة إلى تحديد قيمة عددية ووحدة قياس. وفيما يتعلق بقانون المسافة والتسارع فلا بد من توضيح بعض النقاط وأخذها بعين الاعتبار. مع الأخذ في الاعتبار:
- قانون المسافة هو حاصل ضرب الزمن اللازم لقطع المسافة في متوسط سرعة الجسم.
- يعبر القانون الفيزيائي للسرعة عن العلاقة بين المسافة والزمن. يمكن تعريف السرعة بأنها المسافة التي يقطعها جسم متحرك في زمن محدد.
- نعبر عن السرعة بالمعادلة الرياضية التالية: السرعة = المسافة ÷ الزمن. وهذا يعني بالرموز x = m ÷ g.
- حيث يرمز للسرعة بالرمز (S)، والمسافة بالرمز (M)، والزمن بالرمز (G).
- مثال على السرعة: ما هي سرعة الحصان إذا قطع مسافة 100 متر في 50 ثانية؟ الحل: يتم تحديده بتحديد المعطيات وهي المسافة بـ 100 م، والزمن بـ 50 ثانية، وبالتعويض في قانون السرعة يكون الحل كالتالي: السرعة = 100 ÷ 50 أي السرعة سرعة الحصان تساوي 2 متر في الثانية (2 م/ث).
- السرعة المتوسطة هي المسافة الكلية التي يقطعها جسم متحرك خلال فترة زمنية معينة.
- يمكن تعريف السرعة اللحظية بأنها: السرعة التي يقطعها جسم متحرك في لحظة زمنية معينة، أي مشتقة الإزاحة بالنسبة إلى الزمن، أو طول المسار بالنسبة إلى الزمن.
- القانون الرياضي الذي يعبر عن السرعة اللحظية: السرعة اللحظية = طول المسار (المسافة بين النقطة الأولى والنقطة الثانية على المسار) ÷ الزمن × 2.
- سرعة الدوران هي معدل تغير الإزاحة بالنسبة للزمن.
- يتم التعبير عن قانون سرعة الدوران بالعلاقة الرياضية التالية: سرعة الدوران = 2 × pi ÷ الوقت.
- السرعة الخطية هي المسافة المقطوعة في وحدة الزمن على مسار دائري.
- قانون السرعة الخطية = محيط الدائرة (2×pi×نصف القطر) ÷ الزمن.
- التسارع هو معدل التغير في سرعة الجسم بالنسبة للتغير في الزمن. يتم قياس التسارع بالمتر في الثانية المربعة.
أنظر أيضا:
وحدة المسافة في الفيزياء باللغة الانجليزية
ولكل كمية فيزيائية وحدة قياس مناسبة معروفة في الأنظمة الدولية والإنجليزية والغاوسية. وحدة المسافة في الفيزياء ثابتة في معظم الأنظمة المذكورة وهي المتر. يمكننا أن نقول: وحدة المسافة والإزاحة حسب النظام الدولي للوحدات هي المتر. [م].
ومن الجدير بالذكر أن المتر أطول قليلاً من المسافة بين طرف الأنف ونهاية أبعد إصبع على اليد الممدودة لرجل بالغ نموذجي، وقد تم تعريفه في الأصل على أنه جزء من عشرة ملايين من المسافة من خط الاستواء إلى القطب الشمالي، كما تم قياسه عبر باريس. (بحيث يبلغ محيط الأرض حوالي 40 مليون متر)؛ ثم طول قضيب معدني مقطوع بدقة في قبو خارج باريس؛ ثم قم بقياس عدد محدد من الأطوال الموجية لنوع معين من الضوء، ويتم تحديد الأعداد وفقًا لسرعة الضوء، فالمتر الواحد هو مسافة الضوء (أو أي إشعاع كهرومغناطيسي آخر بأي طول موجي) ينتقل عبر الفراغ.
ما هو قانون المسافة؟ المسافة تعبر عن كامل الطول المقطوع أو طول المسار الفعلي، وتقاس بالأمتار. يمكن التعبير عن المسافة رياضياً على أنها حاصل ضرب سرعة الجسم في الزمن اللازم لقطع المسافة.