إذا استغرقت ركوب دراجتك 30 دقيقة للوصول إلى منزل صديقك الذي يبعد مسافة 9 كيلومترات، فما متوسط سرعتك؟ سيتم الإجابة على هذا السؤال من خلال شرح مفهوم سرعة الجسم وأنواعها، وهي من المفاهيم الفيزيائية المهمة جدًا التي تعطى للطلاب في المراحل المتوسطة.
إذا استغرقت ركوب دراجتك 30 دقيقة للوصول إلى منزل صديقك الذي يبعد مسافة 9 كيلومترات، فما متوسط سرعتك؟
إذا استغرقت ركوب دراجتك 30 دقيقة للوصول إلى منزل صديقك الذي يبعد مسافة 9 كيلومترات، فما متوسط سرعتك؟ الجواب هو 5 متر في الثانيةوللتوصل إلى الحل سيتم اتباع الخطوات التالية:
- قانون السرعة المتوسطة هو المسافة التي يقطعها الجسم ÷ الزمن اللازم لقطعه، أي sr = x ÷ g، حيث x هي المسافة وg هو الزمن.
- المسافة التي قطعها هي 9 كم، أي 9 × 1000 = 9000 متر.
- الوقت اللازم لقطع المسافة السابقة هو 30 دقيقة يمكن تحويلها إلى دقائق بمعرفة أن كل دقيقة تساوي 60 ثانية، إذن 30 دقيقة = 30 × 60 = 1800 ثانية.
- تطبيق قانون السرعة sr = x ÷ g = 9000 ÷ 1800 = 5 متر / ثانية.
ملاحظة: يمكن أيضاً حساب السرعة مباشرة بالكيلومترات في الدقيقة من خلال تطبيق قانون السرعة مباشرة، ومن ثم تحويل الأرقام إلى وحدات دولية كما يلي:
- SR = s÷z = 9 ÷ 30 = 0.3 كم/دقيقة.
- وبما أن وحدة التوقيت العالمية هي الثانية، ووحدة المسافة العالمية هي المتر، فإن التحويل يكون كما يلي:
SR = (0.3 × 1000) متر / 1 × 60 ثانية = 300 ÷ 60 = 5 متر / ثانية.
ما هو مفهوم السرعة
تعرف السرعة بأنها متوسط المسافة التي يقطعها الجسم خلال الزمن الذي يستغرقه قطع تلك المسافة، ويتم تمثيل السرعة فيزيائيا على شكل شعاع فيزيائي له قيمة أو طول يعبر عن مقدار السرعة، أي قيمته العددية، ولهذا الشعاع اتجاه يعبر عن اتجاه حركة الجسم، ومن أنواع السرعة:
- السرعة الثابتة: نقول عن جسم أن سرعته ثابتة إذا قطع نفس الزمن ليقطع مسافات متساوية، وعجلة الجسم في هذه الحالة تساوي صفراً، أي أن الجسم لا يغير قيمة سرعته ولا يتغير لا تغير اتجاه حركتها.
- متغيرة السرعة: نقول عن جسم ما إن له سرعة متجهة متغيرة إذا كانت سرعته تتغير باستمرار من حيث القيمة أو الاتجاه.
- السرعة اللحظية أو الأولية: هي سرعة الجسم عند اللحظة التي بدأ فيها الحركة.
- السرعة النهائيةوهي سرعة الجسم عندما يصل إلى نقطة نهاية المسار ثم يتوقف.
- متوسط السرعة: عندما تكون سرعة الجسم متغيرة، يتم حساب السرعة المتوسطة، وهي مجموع سرعات الجسم على فترات زمنية، بناءً على عددها.
أنواع السرعة
هناك نوعان أساسيان من السرعة، حسب شكل المسار الذي يسلكه الجسم أثناء الحركة، وهما:
- السرعة الزاوية: عندما يتحرك جسم في مسار دائري، تقاس سرعته بمقياس الزاوية التي يعبرها خلال الزمن، ووحدتها هي راديان في الثانية في الفيزياء، ودرجة إلى ثانية في الرياضيات
- السرعة الخطية: عندما يتحرك الجسم في مسار مستقيم ووحدته الدولية هي متر إلى ثانية أو كيلومتر إلى ساعة.
في الختام ، تم الرد على سؤال إذا استغرقت ركوب دراجتك 30 دقيقة للوصول إلى منزل صديقك الذي يبعد 9 كيلومترات، فما متوسط سرعتك؟ وقد وجد أنه يمكن الحصول على الإجابة بتطبيق قانون سرعة الجسم، وتم تحديد سرعة الجسم وأنواعها.