قطعت سيارة مسافة 3 كم في 5 دقائق، احسب سرعتها ، حيث يعتمد حساب سرعة الجسم على المسافة المقطوعة، وعلى الفترة الزمنية التي يحتاجها الجسم لقطع هذه المسافة، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن سرعة الأجسام، وسنشرح وكيفية حسابها من خلال القوانين والصيغ الرياضية.
ما هي سرعة الأجسام
السرعة (بالإنجليزية: Speed)، هي معدل التغير في المسافة بالنسبة إلى الزمن اللازم لقطع هذه المسافة، ويرمز للسرعة في المعادلات والحسابات الفيزيائية بالرمز v أو بالرمز العربي S، و يتم حساب سرعة الجسم عن طريق قسمة المسافة المقطوعة على الزمن الذي استغرقه الجسم لقطع نفس المسافة، وتستخدم وحدة الأمتار في الثانية كوحدة أساسية للتعبير عن السرعة، ويرمز لهذه الوحدة بالرمز s /m أو بالرمز العربي m/s، وينتج عن قسمة المسافة بوحدة المتر على وحدة الزمن بالثانية، وهناك نوعان أساسيان من السرعة في الفيزياء لوصف سرعة الأجسام، وهما كما يلي: يتبع:
- سرعة العددية: وهي كمية معيارية فيزيائية تعبر عن السرعة فقط دون تحديد أي اتجاه لحركة الجسم. على سبيل المثال، 5 أمتار في الثانية هي السرعة القياسية، لأن الاتجاه غير محدد.
- ناقل السرعة: وهي كمية فيزيائية متجهة تعبر عن سرعة الجسم مع تحديد اتجاه حركة الجسم. على سبيل المثال، 5 م/ث إلى الشرق هي سرعة، لأن مقدار السرعة واتجاهها يتم تحديدهما معًا.
وفي الواقع هناك العديد من الوحدات الدولية التي تستخدم للتعبير عن سرعة الأجسام، مثلاً وحدة الكيلومتر/ساعة أو وحدة الميل/ساعة، وهناك أيضاً وحدة العقدة التي تعبر عن مقدار الأميال البحرية في الساعة.
أنظر أيضا: هل تسقط جميع الأجسام بنفس السرعة؟
قطعت سيارة مسافة 3 كم في 5 دقائق، ما سرعتها؟
إذا قطعت سيارة مسافة 3 كم في 5 دقائق، فهي كذلك سرعة السيارة 10 م/ثبناءً على قوانين السرعة في الفيزياء، حيث يتم حساب سرعة السيارة من خلال قسمة المسافة التي قطعتها السيارة على الوقت الذي قطعت فيه السيارة هذه المسافة، وبما أن السيارة قطعت مسافة 3 كيلومترات، أي أي ما يعادل 3000 متر، في زمن 5 دقائق، أي ما يعادل 300 ثانية، فسرعة السيارة هي نتيجة قسمة 3000 متر على 300 ثانية، فينتج 10 أمتار في الثانية. وفيما يلي القوانين الفيزيائية المستخدمة في حساب سرعة الأجسام، وهذه القوانين هي كما يلي:
السرعة = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
وبما أن وحدة السرعة هي متر/ثانية، فإن وحدة المسافة هي المتر، ووحدة الزمن هي الثانية. عند استبدال الأرقام في السؤال السابق تظهر النتائج التالية:
يجب عليك أولاً تحويل الكيلومترات إلى أمتار وتحويل الدقائق إلى ثواني لإنتاج ما يلي:
1 كيلومتر = 1000 متر
3 كيلومتر = 3000 متر
1 دقيقة = 60 ثانية
3 دقائق = 300 ثانية
السرعة = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
السرعة = 3000 ÷ 300
السرعة = 10 م/ث
أنظر أيضا: ما العلاقة بين التسارع وحركة الأفعوانية
أمثلة على حسابات السرعة للأشياء
فيما يلي بعض الأمثلة العملية لحساب سرعة الأجسام باستخدام القوانين الفيزيائية:
- المثال الأول: احسب سرعة جسم يقطع مسافة ١٢ ميلا في ساعة ونصف
طريقة الحل:يجب عليك أولاً تحويل الميل إلى أمتار وتحويل الساعات إلى ثوانٍ لإنتاج ما يلي:
1 ميل = 1609 متر
12 كيلومتر = 19312 متر
الساعة الواحدة = 3600 ثانية
1.5 ساعة = 5400 ثانية
السرعة = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
السرعة = 19312 ÷ 5400
السرعة = 3.57 م/ث - المثال الثاني: حساب سرعة سيارة قطعت مسافة 370 كم في زمن ثلاث ساعات
طريقة الحل:يجب عليك أولاً تحويل الكيلومترات إلى أمتار وتحويل الساعات إلى ثوانٍ لإنتاج ما يلي:
1 كيلومتر = 1000 متر
370 كيلومتر = 370.000 متر
الساعة الواحدة = 3600 ثانية
3 ساعات = 10800 ثانية
السرعة = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
السرعة = 370000 ÷ 10800
السرعة = 34.25 م/ث - المثال الثالث: احسب الزمن الذي يستغرقه جسم يتحرك بسرعة 5 م/ث ليقطع مسافة 0.5 كم
طريقة الحل:
يجب عليك أولاً تحويل الكيلومترات إلى أمتار لإنتاج ما يلي:
1 كيلومتر = 1000 متر
0.5 كم = 500 متر
السرعة = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
الزمن = المسافة المقطوعة ÷ السرعة
الزمن = 500 ÷ 5
الوقت = 100 ثانية - المثال الرابع: حساب المسافة التي قطعتها سيارة تسير بسرعة 25 مترا في الثانية خلال 15 دقيقة
طريقة الحل:يجب عليك أولاً تحويل الساعات إلى ثوانٍ لإنتاج ما يلي:
الساعة الواحدة = 3600 ثانية
0.25 ساعة = 900 ثانية
السرعة = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
المسافة المقطوعة = السرعة × الزمن
المسافة المقطوعة = 25 × 900
المسافة المقطوعة = 22,500 متر
المسافة المقطوعة = 22.5 كيلو متر
وفي ختام هذا المقال عرفنا الإجابة على سؤال. قطعت سيارة مسافة 3 كم في 5 دقائق، ما سرعتها؟كما شرحنا بالتفصيل ما هي السرعة في الفيزياء، وذكرنا القانون الفيزيائي المستخدم لحساب السرعة، بالإضافة إلى ذكر بعض الأمثلة العملية لطريقة حساب السرعة للأشياء.