التغير في سرعة الجسم بمعدل زمني ثابت يسمى. الإجابة الصحيحة هي : التسارع.
التغير في سرعة الجسم بمعدل زمني ثابت يُسمى
التسارع هو أحد المفاهيم الأساسية في علم الحركة، وهو يُعبر عن التغير في سرعة الجسم مقسومًا على الفترة الزمنية التي يحدث فيها هذا التغير. ويُعتبر التسارع كمية متجهة لها مقدار واتجاه. في هذا المقال، سوف نستكشف مفهوم التسارع بمزيد من التفصيل، بما في ذلك أنواعه، وأسبابه، وتطبيقاته.
أنواع التسارع
هناك نوعان رئيسيان من التسارع:
التسارع المنتظم: يحدث عندما يتغير المقدار والاتجاه بسرعات ثابتة. على سبيل المثال، جسم يتحرك في خط مستقيم بسرعة متزايدة بمعدل ثابت.
التسارع غير المنتظم: يحدث عندما يتغير المقدار أو الاتجاه أو كلاهما بمعدلات غير ثابتة. على سبيل المثال، جسم يتحرك في مسار دائري بسرعة زاوية متزايدة.
أسباب التسارع
ينتج التسارع عن القوى المؤثرة على الجسم. وفقًا لقانون نيوتن الثاني، فإن التسارع يتناسب طرديًا مع القوة المؤثرة على الجسم وعكسيًا مع كتلته:
“`
a = F/m
“`
حيث:
a هو التسارع.
F هي القوة المؤثرة.
m هي كتلة الجسم.
تطبيقات التسارع
للتسارع العديد من التطبيقات في الحياة الواقعية، بما في ذلك:
الصناعات: تستخدم أجهزة قياس التسارع في الصناعات المختلفة لمراقبة الاهتزازات والتحكم في العمليات.
السيارات: تستخدم أجهزة استشعار التسارع في أنظمة السلامة مثل الوسائد الهوائية وأنظمة منع الانغلاق.
الطب: يستخدم أطباء القلب أجهزة تخطيط القلب لقياس التسارع الكهربائي للقلب.
حساب التسارع
يمكن حساب التسارع باستخدام الطرق التالية:
التسارع المتوسط: يُحسب بقسمة التغير في السرعة (v) على التغير الزمني (t):
“`
a = (v2 – v1) / (t2 – t1)
“`
التسارع اللحظي: يُحسب بأخذ مشتق السرعة بالنسبة للزمن:
“`
a = dv/dt
“`
وحدات التسارع
الوحدة القياسية للتسارع في النظام الدولي للوحدات (SI) هي متر لكل ثانية مربعة (m/s²).
العلاقة بين التسارع والسرعة والمسافة
ترتبط السرعة والتسارع والمسافة ببعضها البعض من خلال المعادلات التالية:
السرعة النهائية (v) = السرعة الابتدائية (u) + التسارع (a) × الوقت (t)
المسافة المقطوعة (s) = السرعة الابتدائية (u) × الوقت (t) + 0.5 × التسارع (a) × مربع الوقت (t²)
مربع السرعة النهائية (v²) = مربع السرعة الابتدائية (u²) + 2 × التسارع (a) × المسافة المقطوعة (s)
التسارع هو مفهوم مهم في علم الحركة يُستخدم لوصف التغير في سرعة الجسم. له نوعان رئيسيان، وهو ناتج عن القوى المؤثرة على الجسم، وله العديد من التطبيقات في مجالات مختلفة. يمكن حسابه باستخدام طرق مختلفة ووحدات مختلفة، ويرتبط بالسرعة والمسافة من خلال معادلات محددة.