العداء الذي قطع مسافة 120 مترًا في 40 ثانية له نفس السرعة ، إذ يمكن حساب سرعة الأجسام من خلال قوانين فيزيائية تعتمد على المسافة المقطوعة والزمن، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن السرعة، وسنشرح بالخطوات التفصيلية طريقة حساب سرعة الأجسام.
تعريف السرعة
السرعة (بالإنجليزية: Speed)، هي كمية فيزيائية تعبر عن مقدار المسافة التي يقطعها الجسم خلال فترة زمنية محددة مطلوبة لقطع هذه المسافة، أو يمكن القول أن السرعة هي قدرة الجسم على قطع مسافة معينة خلال فترة زمنية محددة، ويرمز للسرعة في المعادلات والحسابات بالرمز الفيزيائي v أو الرمز العربي s، ووحدة السرعة في النظام الدولي للوحدات هي المتر في الثانية، ويرمز لهذه الوحدة بالرمز s/m أو الرمز العربي m/s، وينتج عن قسمة المسافة بوحدة الأمتار على الزمن بوحدة الثانية، كما يمكن قياس السرعة بوحدات عالمية أخرى مثل الكيلومتر لكل وحدة ساعة أو وحدة ميل لكل ساعة، هناك نوعان رئيسيان من السرعة في الفيزياء على النحو التالي:
- السرعة القياسية: هي السرعة التي يتم التعبير عنها من خلال المقدار فقط دون تحديد الاتجاه، وهناك نوعان من السرعة القياسية، وهما السرعة القياسية اللحظية، والسرعة القياسية المتوسطة.
- سرعة: وهي السرعة التي يتم التعبير عنها بتحديد الحجم والاتجاه معًا، وهناك نوعان من السرعة، وهما السرعة اللحظية، والسرعة المتوسطة.
أنظر أيضا: هل تسقط جميع الأجسام بنفس السرعة؟
العداء الذي قطع مسافة 120 مترًا في 40 ثانية له نفس السرعة
العداء الذي يركض مسافة 120 مترًا في 40 ثانية هو سرعته 3 م/ثانيةاستناداً إلى قوانين حساب سرعة الأجسام، حيث ينص القانون على أن سرعة الجسم تساوي المسافة المقطوعة خلال الزمن اللازم لقطع هذه المسافة، فمثلاً عند قسمة المسافة المقطوعة تساوي 120 متراً على الزمن استغرق المتسابق لقطعها، وهي 40 ثانية، سينتج عن ذلك أن سرعة المتسابق هي 3 أمتار/ثانية، أي أن المتسابق يستطيع قطع مسافة 3 أمتار في الثانية، ويمكن وضع قوانين سرعة الأجسام مكتوبة على النحو التالي:
السرعة = معدل التغير في المسافة ÷ معدل التغير في الزمن
سرعة الجسم = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
س = ص ÷ ز
بينما:
- س ← هي سرعة الجسم وتقاس بالمتر في الثانية.
- F ← هي المسافة المقطوعة وتقاس بالأمتار.
- ز ← هو مقدار الوقت اللازم لقطع المسافة ويقاس بالثواني.
عند استبدال أرقام السؤال السابق في هذا القانون ينتج ما يلي:
سرعة الجسم = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
سرعة الجسم = 120 متر ÷ 40 ثانية
سرعة الجسم = 3 م/ث.
أنظر أيضا: ما سرعة الموجة الكهرومغناطيسية التي تنتقل عبر الهواء
أمثلة على حسابات سرعة الجسم
هناك العديد من الأمثلة على السرعة من حولنا، مثل سرعة حركة المركبات على الطرق، وسرعة الطيور عندما تحلق في السماء، وسرعة الأشخاص الذين يسيرون، وإليكم بعض الأمثلة العملية لكيفية حساب السرعة من الكائنات:
- المثال الأول: احسب سرعة سيارة قطعت مسافة 4 كيلومترات في 6 دقائق
طريقة الحل:4 كيلومتر = 4000 متر
6 دقائق = 360 ثانية
سرعة الجسم = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
سرعة الجسم = 4000 متر ÷ 360 ثانية
سرعة الجسم = 11.11 م/ث. - المثال الثاني: حساب الزمن اللازم لقطع مسافة 50 مترًا لمركبة تتحرك بسرعة 6 أمتار/ثانية
طريقة الحل:
سرعة الجسم = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
الزمن = المسافة المقطوعة ÷ سرعة الجسم
الزمن = 50 مترًا ÷ 6 أمتار في الثانية
الوقت = 8.33 ثانية - المثال الثالث: حساب المسافة المقطوعة خلال زمن قدره 3 دقائق لشخص يركض بسرعة 1.5 متر/ثانية
طريقة الحل:
3 دقائق = 180 ثانية
سرعة الجسم = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
المسافة المقطوعة = سرعة الجسم × الزمن
المسافة المقطوعة = 1.5 × 180
المسافة المقطوعة = 270 متر - المثال الرابع: حساب سرعة طائرة قطعت مسافة 350 كيلومترا في نصف ساعة
طريقة الحل:350 كيلومتر = 350 ألف متر
نصف ساعة = 30 دقيقة = 1800 ثانية
سرعة الجسم = المسافة المقطوعة ÷ الزمن
سرعة الجسم = 350.000 متر ÷ 1800 ثانية
سرعة الجسم = 194.44 م/ث.
في ختام هذا المقال ، عرفنا ذلك المتسابق الذي يقطع مسافة 120 مترًا في 40 ثانية تبلغ سرعته 3 أمتار في الثانيةكما شرحنا بالتفصيل ما هي السرعة وما هي أنواعها، وذكرنا العديد من الأمثلة العملية لكيفية حساب سرعة الأجسام.