القانون الرياضي لحساب السرعة

القانون الرياضي لحساب السرعة حيث أن القانون الرياضي المستخدم لحساب السرعة يعتمد على المسافة التي يقطعها الجسم ، والفترة الزمنية التي يستغرقها الجسم لقطع المسافة ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن السرعة في الفيزياء ، وسنشرح ما هو القانون الرياضي المستخدم لحساب سرعة الأشياء.

ما السرعة

السرعة (بالإنجليزية: Speed) ، هي مقدار المسافة التي يقطعها الجسم في فترة زمنية محددة ، وتعبر السرعة عن معدل التغير في المسافة بالنسبة إلى الوقت المطلوب لقطع هذه المسافة ، والسرعة يتم ترميزه في الحسابات والمعادلات الرياضية بالرمز v أو الرمز العربي p ، ويتم قياسه بوحدات متر في الثانية والتي يُشار إليها برمز متر / ثانية أو بالرمز s / m ، ويمكن للسرعة في الفيزياء تقسم حسب المتجه أو القيمة القياسية على النحو التالي:

• سرعة Scalars: إنها كمية فيزيائية قياسية تعبر عن سرعة الجسم فقط دون تحديد أي اتجاه لحركة الجسم.
• ناقل السرعة: إنها كمية فيزيائية متجهة تعبر عن سرعة الجسم مع تحديد اتجاه حركة الجسم.

في الواقع ، هناك فرق بين السرعة والتسارع في الفيزياء ، حيث أن السرعة هي معدل تغير المسافة بالنسبة للوقت ، بينما التسارع هو معدل تغير سرعة الجسم فيما يتعلق بالوقت ، وبالتالي فإن التسارع هو تستخدم لوصف مقدار تغير السرعة أثناء حركة الجسم ، حيث أنه غالبًا ما يتغير سرعة الأجسام في الطبيعة مع مرور الوقت.

أنظر أيضا: هل تسقط كل الأشياء بنفس السرعة؟

القانون الرياضي لحساب السرعة

القانون الرياضي لحساب السرعة اقسم التغيير في المسافة على التغيير في الوقتعلى سبيل المثال ، إذا قطعت سيارة مسافة 100 متر في فترة زمنية مدتها 10 ثوانٍ ، فإن سرعة السيارة في هذه الحالة تساوي 10 أمتار في الثانية ، وذلك بقسمة المسافة التي قطعتها السيارة ، والتي تساوي إلى 100 متر ، الوقت الذي استغرقته السيارة لقطع هذه المسافة التي تساوي 10 ثوانٍ ، وفيما يلي القوانين الفيزيائية المستخدمة في حساب سرعة الأجسام ، وهذه القوانين هي كالتالي:

السرعة = التغيير في المسافة ÷ التغيير في الوقت المناسب
P = (P2 – P1) ÷ (G2 – G1)
يمكن تلخيص القانون على النحو التالي:
السرعة = Δ المسافة ÷ Δ الوقت

حيث تمثل Δ التغيير ووحدة السرعة متر / ثانية ، بينما وحدة المسافة هي المتر ، والوقت يقاس بوحدة الثانية.

أنظر أيضا: إحدى طرق تغيير تسارع الأشياء هي زيادة سرعة الجسم

أنواع السرعة في الفيزياء

هناك عدة أنواع للسرعة في الفيزياء يمكن حسابها أو قياسها للأجسام المتحركة ، وفيما يلي أنواع هذه السرعة التي يمكن حسابها أو قياسها ، كما يلي:

• سرعة لحظية: إنها سرعة الجسم في لحظة معينة فقط ، وهي كمية فيزيائية معيارية ، حيث تعبر هذه السرعة عن مقدار السرعة في وقت معين أثناء حركة الجسم.
• متوسط ​​السرعة: هي المسافة الإجمالية المقطوعة مقسومة على الفترة الزمنية الكاملة التي يحتاجها الجسم لقطع هذه المسافة ، وهي تعبر عن معدل أو متوسط ​​سرعة الحسم أثناء الحركة.
• متغيرة السرعة: حيث أن هذه السرعة تعني أن الجسم يقطع مسافة مختلفة في فترات زمنية متساوية ، أو يقطع مسافة متساوية في فترات زمنية مختلفة ، وفي هذه الحالة لا تساوي العجلة صفرًا.
• سرعة موحدة: نظرًا لأن هذه السرعة تعني أن الجسم يقطع مسافة متساوية في فترات زمنية متساوية ، فإن العجلة في هذه الحالة تساوي صفرًا.

أنظر أيضا: ما الفرق بين المسافة والإزاحة

أمثلة على حساب سرعة الأجسام المتحركة

فيما يلي بعض الأمثلة العملية لحساب سرعة الأجسام من خلال القانون الرياضي لحساب السرعة ، وهذه الأمثلة هي كالتالي:

• المثال الأول: حساب متوسط ​​سرعة السيارة التي قطعت 350 كم في 4 ساعات فقط
  طريقة الحل:
  يجب عليك أولاً تحويل الكيلومترات إلى أمتار وتحويل الساعات إلى ثوانٍ لإنتاج ما يلي:
  1 كيلومتر = 1000 متر
  350 كيلو متر = 350.000 متر
  1 ساعة = 3600 ثانية
  4 ساعات = 14400 ثانية
  السرعة = Δ المسافة ÷ Δ الوقت
  السرعة = 350،000 14،400
  السرعة = 24.3 م / ث
• المثال الثاني: حساب سرعة الدراجة التي قطعت مسافة ١٠ أميال في ٤٥ دقيقة فقط
  طريقة الحل:
  يجب عليك أولاً تحويل وحدة الأميال إلى أمتار وتحويل الدقائق إلى ثوانٍ لإنتاج ما يلي:
  1 ميل = 1609 متر
  10 أميال = 16090 متر
  1 دقيقة = 60 ثانية
  45 دقيقة = 2700 ثانية
  السرعة = Δ المسافة ÷ Δ الوقت
  السرعة = 16090 2700
  السرعة = 5.95 م / ث
• المثال الثالث: احسب الوقت الذي يستغرقه جسم يتحرك بسرعة 5 م / ث لقطع مسافة 4.6 كم
  طريقة الحل:
  يجب أولاً تحويل وحدة الكيلومتر إلى وحدة العداد لإنتاج ما يلي:
  1 كيلومتر = 1000 متر
  4.6 كيلومترات = 4600 متر
  السرعة = 5 م / ث
  السرعة = Δ المسافة ÷ Δ الوقت
  الوقت = Δ المسافة ÷ السرعة
  الوقت = 4600 5
  الوقت = 920 ثانية
  الوقت ≈ 15.3 دقيقة
• المثال الرابع: حساب المسافة التي قطعها شخص يركض بسرعة 1.7 م / ث في نصف ساعة
  طريقة الحل:
  يجب عليك أولاً تحويل الساعات إلى ثوانٍ لإنتاج ما يلي:
  1 ساعة = 3600 ثانية
  0.5 ساعة = 1800 ثانية
  السرعة = 1.7 م / ث
  السرعة = Δ المسافة ÷ Δ الوقت
  المسافة = السرعة x Δ الوقت
  المسافة = 1.7 × 1800
  المسافة = 3060 متر
  المسافة ≈ 3.06 كيلومترات

في ختام هذا المقال ، عرفنا ذلك القانون الرياضي لحساب السرعة هي قسمة معدل التغير في المسافة على معدل التغير في الزمن ، كما أوضحنا بالتفصيل ما هي السرعة وما هي السرعة والسرعة المعيارية ، وقد ذكرنا جميع أنواع السرعة التي يمكن حسابها أو قياسها في الفيزياء ، في بالإضافة إلى ذكر بعض الأمثلة العملية لكيفية حساب سرعة الأجسام من خلال قانون الحساب الرياضي للسرعة.