ملتقى الفيزيائيين العرب - سرعة وتسارع في الحركة المستقيمية

1_ السرعة
السرعة هي معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن (أي: معدل التغير في موقعه)؛ وهي كمية فيزيائية قياسية ليست متجهة. أي أنها تقاس بالمقدار فقط ولا يلزم لقياسها معرفة اتجاهها. متوسط السرعة لجسم ما (أو حتى طاقة) هو معدل حركته أثناء مدة زمنية معيّنة بغض النظر عن مدى تغير سرعته خلالها. مثلاً، متوسط سرعة سيارة قطعت 60 كم خلال ساعة هو 60 كم في الساعة، حتى لو توقفت في بعض الأحيان ومشت بسرعة 80 كم في الساعة في أحيان أخرى.

طبقاً للنسبية الخاصة، فأعلى سرعة في الكون هي "c". التعبير عن "c" بأنها سرعة الضوء ليس دقيقاً كثيراً، لكن بالإمكان القول مثلاً بأنها "سرعة الضوء في الفراغ" أو "أعلى سرعة في الكون". وتعادل "c" بدقة 299,792,458 م/ث، وهذا يعادل الدوران حول الأرض سبع مرات خلال ثانية واحدة. لا يُمكن للمادة الوصول تماماً إلى سرعة الضوء، حيث سوف يتطلب هذا مقداراً لا نهائياً من الطاقة.

قانون حساب السرعة بالنسبة للحركة المستقيمة المتظمة هو: السرعة = المسافة / الزمن.v=d/t

أما بالنسبة للحركة المتغيرة بانتظام فهو: (التسارع*الزمن) + السرعة الابتدائية.

ومن أنواع السرعة

سرعة ثابتة: السرعة الثابتة هي السرعة التي يقطع فيها الجسم إزاحات متساوية في أزمنة متساوية.
سرعة متغيرة: والسرعة المتغيرة هي السرعة التي يقطع فيها الجسم إزاحات مختلفة في أزمنة مختلفة أيضاً.
وحدة السرعة هي m/s

2_ سرعة المتجهة
لسرعة:هي المسافة التي يقطعها الجسم في وحدة الزمن وهي قيمة متجهة، أي تتتميز باتجاه معين. هذه خاصية هامة للسرعة. أولا السرعة لها قيمة معينة تقاس المتر/ثانية أو كيلومتر/ساعة، وثانيا نميز اتجاه السرعة في الرياضيات بسهم لتسهيل الحسابات.

3_أنواع السرعة المتجهة

سرعة خطية = المسافة/الزمن وحدتها (متر/الثانية)أو(ميل/الثانية)
سرعة زاوية أو سرعة دورانية: عدد دورات/الزمن وحدتها (دورة/ثا)

4_ التسارع
في الميكانيكا الكلاسيكية، التسارع ويسمى أيضا في بعض البلاد العربية العجلة هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن، وقد تكون قيمته موجبة أو سالبة أو صفرا.
التسارع أو العجلة هو تغير السرعة مع الزمن وقد يكون موجبا أو سالبا وقد يساوي صفرا.

5_معادلة رياضية
a = Δv / t

حيث

a: التسارع (العجلة)
Δv: هي فرق السرعة
t: الزمن

وحدة قياس التسارع هي متر لكل ثانية تربيع. م/ث2 .

أما إذا أردت تعيين الزمن فاستخدم العلاقة t = Δv / a

و إذا أردت تعيين المسافة فاستخدم العلاقة : x = v0t + 1/2 a.t2

حيث v0 هي السرعة الابتدائية.