ما هي وحدة التسارع المستخدمة في الفيزياء وما هو الفرق بين السرعة والتسارع ، فالعجلة مصطلح مادي يشير لـ معدل تغير السرعة ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن التسارع ، وشرح الفرق بين السرعة والتسارع ، ونتحدث عن الوحدة المستخدمة لقياس التسارع.
ما هو تعريف التسارع
يُعرَّف التسارع (بالإنجليزية: Acceleration) بأنه السرعة التي يتغير بها الجسم ويتسارع فقط إذا غيَّر الجسم سرعته ، ولا يحدث التسارع إلا إذا كانت الحركة في نفس اتجاه نتيجة القوة ، ولكن إذا كانت الحركة في الاتجاه المعاكس لحركة القوى ، فعندئذ يحدث التباطؤ وهذا التسارع يحدث عندما تتغير سرعة جسم ما في خط مستقيم فيما يتعلق بالوقت ، ويحدث التسارع أيضًا عندما يتغير اتجاه السرعة بمرور الوقت ، وهناك الكثير من الأمثلة على التسارع في حياتنا ، وأقرب مثال على ذلك هو تسارع الجاذبية ، وهذا يحدث عند ترك الجسم. السقوط الحر يسقط من زيادة معين ، في هذه اللحظة سيتسارع الجسم باتجاه سطح الأرض ، لأن سرعة الجسم تساوي صفرًا في اللحظة الأولى وعندما يتم إطلاقه يبدأ في الزيادة تدريجياً بمرور الوقت ، وعندما يصل لـ سطح الأرض تعود السرعة لـ الصفر مرة ثانية ، والتغير في معدل السرعة هذا التسارع والتسارع الفعلي هو a لا يحدث في الكائن:
- تغيير في السرعة: حيث يحدث تسارع الجسم إذا تغيرت سرعته بمرور الوقت.
- تغيير الاتجاه: حيث يحدث تسارع الجسم إذا تغير اتجاه الحركة بمرور الوقت.
ما الفرق بين السرعة والتسارع
في الواقع ، هناك فرق كبير بين السرعة والتسارع ، لذا فإن السرعة هي معدل التغيير الذي يتحرك عنده الجسم في وقت معين ، والتسارع هو معدل تغير السرعة بالنسبة لـ الوقت ، والسرعة هي كمية قياسية ، مما يعني أن السرعة ليست اتجاهًا ثابتًا وأن التسارع له بعض يعني. قياسي وهذا يعني أن التسارع له اتجاه معين ومحدد وأن الجسم المتحرك لا يحتاج لـ تسارع ، بل يجب أن يكون له سرعة ، لأن حركة الجسم تدل على وجود سرعة ، وإذا كانت هذه السرعة ثابتة ولا تتغير مع مرور الوقت ، فليس للجسم تسارع. إن القول بأن تسارع جسم معين يساوي الصفر لا يعني أن الجسم ثابت تمامًا ، ولكن عندما نقول أن سرعة الجسم تساوي صفرًا ، فهذا يعني أن الجسم مستقر نسبيًا ولا يتحرك نسبيًا.
أنواع التسارع في الفيزياء
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التسارع الجسدي وهي:
- تسريع موحد: يحدث هذا عندما يقال إن جسمًا ما يتحرك في خط مستقيم بسرعة متزايدة على توقيت زمنية متساوية ، يكون الجسم في تسارع منتظم ، والسقوط الحر للجسم هو مثال على التسارع المنتظم.
- التسارع غير المتكافئ: هذا عندما يتحرك جسم مع زيادة في السرعة ولكن ليس على توقيت زمنية متساوية ، وهذا التسارع يعرف بالتسارع العشوائي ، وحركة المركبات في الشوارع مثال على التسارع غير المتكافئ.
- تسريع فوري: إنه تسارع جسم معين فقط خلال فترة زمنية صغيرة جدًا.
حالات التسارع المادي
هناك ثلاث حالات تسريع فيزيائية وهي:
- التسارع الإيجابي: يحدث هذا عندما يكون اتجاه التسارع هو نفسه ، مما يعني أن سرعة الجسم تزداد بمرور الوقت.
- تسارع سلبي: يحدث هذا عندما تنخفض السرعة بمرور الوقت بحيث يكون اتجاه التسارع عكس اتجاه الحركة ، على سبيل المثال عند الضغط على فرامل السيارة ، تتباطأ السرعة تدريجيًا 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 متر مربع في الثانيةهذه الوحدة مشتقة من النظام الدولي للوحدات حيث تتكون من وحدة الطول بالأمتار ووحدات الثواني ، ويمكن كتابة وحدة التسارع كـ m / s ² ، مما يعني أن الجسم يتحرك من متر واحد لـ ثانية واحدة بمعدل تغير منتظم في السرعة. والقوانين الفيزيائية لحساب التسارع هي كالتالي:
التسارع = التغيير في الوقت / التغيير في السرعة
V = (g2 – g1) / (g2 – g1)
V = م / ث²
بينما:
- V ← تسارع: هو معدل تغير السرعة حسب الوقت والوحدة م / ث².
- P 1 ← السرعة الأولية: هذه هي السرعة الابتدائية المقاسة بوحدة m / s.
- P 2 ← سرعة النهاية: إنها السرعة النهائية المقاسة بـ M / s.
- G1 ← وقت البدء: السرعة الابتدائية والوحدة w هي الوقت المنقضي عند قياسها.
- G2 ← انتهاء مرة: السرعة النهائية والوحدة w هي الوقت المنقضي عندما تم قياسها.
أمثلة على حساب التسارع
نستخدم المعادلات والصيغ الفيزيائية لحساب مقدار التسارع ، على سبيل المثال ، لحساب معدل تسارع سيارة تسير بسرعة 80 كم / ساعة ثم زيادة سرعتها لـ 110 كم / ساعة خلال فترة 20 ثانية ، وطريقة حساب التسارع هي كما يلي:
أولًا ، لنكون الحل ، علينا التحويل من وحدة كم / س لـ وحدة م / ث ، لأن 80 كم / س تساوي 22.22 م / ث و 110 كم / س 30.5 م / ث.
التسارع = التغيير في الوقت / التغيير في السرعة
V = (g2 – g1) / (g2 – g1)
V = (g2 – g1) / (30.5 – 22.22)
وبما أن المدة الزمنية تساوي 20 ثانية ، فهذا يعني:
الخامس = 20 / (30.5 – 22.22)
الخامس = 20 / (8.28)
الخامس = 0.414 م / ث²
تسارع السيارة = 0.414 م / ث²
في انتهاء هذا المقال شرحنا ماهية وحدة التسارع المتر المربع في الثانية وأننا نعرف معنى مفهوم التسارع في الفيزياء ، وشرحنا الفرق بين التسارع والسرعة ، وتحدثنا عن كافة أنواع وشروط التسارع المادي ، وتحدثنا عن مثال حساب التسارع بخطوات مفصلة.
المراجع
khanacademy.org ، 10/12/2020
mytutor.co.uk ،، 10/12/2020
byjus.com ، 10/12/2020
byjus.com ، 10/12/2020
physicsclassroom.com ، 10/12/2020
