ما هي وحدة التسارع المستخدمة في الفيزياء ، وما الفرق بين السرعة والتسارع ، حيث أن التسارع مصطلح مادي يدل على معدل تغير السرعة ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن التسارع ، و سنشرح الفرق بين السرعة والتسارع ، وسنذكر الوحدة المستخدمة لقياس التسارع.
ما هو تعريف التسارع؟
التسارع هو مقدار متجه يُعرَّف بأنه المعدل الذي يغير فيه الجسم سرعته ، ويتسارع الجسم إذا غير سرعته فقط ، ولا يحدث التسارع إلا إذا كانت الحركة في نفس اتجاه القوة المحصلة ، ولكن إذا كان تكون الحركة في الاتجاه المعاكس لحركة القوى ، ثم يحدث التباطؤ ، تمامًا كما يحدث التسارع عندما تتغير سرعة الجسم المتحرك في خط مستقيم فيما يتعلق بالوقت ، ويحدث التسارع أيضًا عندما يتغير اتجاه السرعة مع الوقت ، وهناك العديد من الأمثلة على التسارع في حياتنا ، وأقرب مثال على ذلك هو تسارع الجاذبية ، والذي يحدث عند ترك جسم ما يسقط حرًا من ارتفاع معين ، حيث في ذلك الوقت سوف تسارع الجسم تحدث باتجاه سطح الأرض ، ففي البداية تكون سرعة الجسم صفراً وعند خروجه تبدأ في زيادة السرعة تدريجياً مع مرور الوقت ، وعند الوصول إلى سطح الأرض تعود السرعة إلى الصفر مرة أخرى ، وهذا التغير في معدل السرعات هو تسارع ، وفي الحقيقة لا يحدث التسارع لجسم ما إلا إذا حدث الآتي:
- تغيير في السرعة: حيث يحدث تسارع للجسم إذا تغيرت سرعته مع مرور الوقت.
- التغيير في الاتجاه: حيث يحدث تسارع الجسم إذا تغير اتجاه حركته مع مرور الوقت.
ما هو الفرق بين السرعة والتسارع
في الواقع ، هناك فرق كبير بين السرعة والتسارع ، والسرعة هي معدل تغير المسافة التي يقطعها الجسم في فترة زمنية معينة ، بينما التسارع هو معدل تغير السرعة بالنسبة للوقت ، والسرعة تساوي كمية قياسية ، وهذا يعني أن السرعة ليس لها اتجاه محدد ، ولكن التسارع هو كمية قياسية ، وهذا يعني أن التسارع له اتجاه محدد ومحدد ، تمامًا كما أنه ليس مطلوبًا أن يكون للجسم المتحرك تسارع ، ولكنه يجب أن يكون له سرعة ، فتدل حركة الجسم على وجود سرعة ، وإذا كانت هذه السرعة ثابتة ولا تتغير مع مرور الوقت ، فلا يوجد تسارع للجسم عند القول إن تسارع جسم معين هو يساوي الصفر ، هذا لا يعني أن الجسم ثابت تمامًا ، ولكن عندما نقول أن سرعة الجسم تساوي صفرًا ، فهذا يعني أن الجسم ثابت ولا يتحرك نسبيًا.
أنواع التسارع في الفيزياء
هناك ثلاثة أنواع فيزيائية رئيسية للتسارع ، وهذه الأنواع هي:
- تسريع موحد: يحدث هذا عندما يتحرك جسم في خط مستقيم مع زيادة السرعة على فترات زمنية متساوية ، حيث يقال إن الجسم في تسارع منتظم ، والسقوط الحر لجسم ما هو مثال على التسارع المنتظم.
- تسريع غير موحد: هذا عندما يتحرك جسم مع زيادة في السرعة ، ولكن ليس على فترات زمنية متساوية ، وهذا التسارع يعرف بالتسارع العشوائي ، وحركة المركبات في الشوارع مثال على التسارع غير المنتظم.
- التسريع اللحظي: إنه تسارع جسم معين في فترة زمنية محددة صغيرة جدًا فقط.
حالات التسارع الجسدي
هناك ثلاث حالات فيزيائية للتسارع وهذه الحالات هي:
- تسارع إيجابي: ويحدث هذا عندما يكون اتجاه التسارع هو نفسه اتجاه الحركة ، مما يعني أن سرعة الجسم تزداد بمرور الوقت.
- تسارع سلبي: وهذا يحدث عندما تنخفض السرعة بمرور الوقت ، بحيث يكون اتجاه التسارع معاكس لاتجاه الحركة ، فمثلاً عند الضغط على مكابح السيارة يتباطأ تدريجياً حتى تتوقف.
- تسارع الصفر: يحدث هذا عندما يكون الجسم ثابتًا ولا يتحرك ، أو عندما تكون سرعة الجسم ثابتة ولا تتغير بمرور الوقت.
ما هي وحدة التسارع؟
وحدة التسارع هي متر في الثانية المربعةهذه الوحدة مشتقة من النظام الدولي للوحدات ، حيث تتكون من وحدة الطول وهي المتر ، والوحدة الزمنية وهي الثانية. يمكن كتابة وحدة التسارع بالصيغة m / s² ، وتعني هذه الوحدة أن الجسم يتحرك مسافة متر واحد بزمن قدره ثانية واحدة بمعدل تغير سريع. منتظم ، وأن القوانين الفيزيائية لحساب التسارع هي كالتالي:
التسارع = التغيير في الوقت / التغيير في السرعة
T = (G2 – G1) / (P2 – P1)
ت = م / ث²
بينما:
- v → تسريع: هو معدل تغير السرعة فيما يتعلق بالوقت ووحدته م / ث².
- P1 → السرعة الأولية: إنها السرعة الابتدائية وتقاس بوحدة م / ث.
- P2 → السرعة النهائية: إنها السرعة النهائية بوحدة م / ث.
- G1 → الوقت الأولي: هو مقدار الوقت عند قياس السرعة الابتدائية ووحدته ث.
- G2 → الوقت النهائي: هو مقدار الوقت عند قياس السرعة النهائية ووحدته ث.
أمثلة على حساب التسارع
لحساب مقدار التسارع ، نستخدم المعادلات والصيغ الفيزيائية. على سبيل المثال ، لحساب معدل تسارع سيارة كانت تسير بسرعة 80 كم / ساعة ثم زادت سرعتها إلى 110 كم / ساعة خلال فترة 20 ثانية ، تكون طريقة حساب التسارع كما يلي:
أولاً ، يجب عليك التحويل من كلم / س إلى م / ث ، حيث 80 كم / س تساوي 22.22 متر / ثانية و 110 كم / ساعة تساوي 30.5 متر / ثانية ، ليكون الحل.
التسارع = التغيير في الوقت / التغيير في السرعة
T = (G2 – G1) / (P2 – P1)
الخامس = (g2 – g1) / (30.5 – 22.22)
بما أن الفترة الزمنية تساوي 20 ثانية ، فهذا يعني أن:
الخامس = 20 / (30.5 – 22.22)
الخامس = 20 / (8.28)
ع = 0.414 م / ث²
تسارع السيارة = 0.414 م / ث²
في نهاية هذا المقال ، علمنا أن وحدة التسارع هي متر لكل ثانية مربعة ، وعرفنا أيضًا معنى مفهوم التسارع في الفيزياء ، ووضحنا الفرق بين التسارع والسرعة ، و لقد ذكرنا جميع أنواع وحالات التسارع المادي ، وذكرنا مثالاً لحساب التسارع بخطوات مفصلة.