ما الفرق بين التسارع المنتظم والتسارع اللحظي؟

1 إجابة واحدة

تعتبر الفيزياء أُمَّاً لأغلبِ العلوم، وقد أنجبت لنا العديد من المصطلحات المستخدمة على نطاقٍ واسعٍ وفي مختلف مجالات الحياة وأهمِّها، ومن أكثر هذه المصطلحات شيوعاً هو التسارع (Acceleration) الذي يُعبِّر عن معدلِ تغيُّر سرعة حركة الجسم مع مرور الزمن؛ فعند زيادة هذا المعدل يبقى اسمه تسارعاً، أما في حالة النقصان يُسمّى تأخراً أو تباطؤاً أو تسارعاً بعكس اتجاه الحركة، كما يُمكن أن يتمثل التسارع بتغيير في اتجاه الحركة وهنا يسمى تسارع الجاذبية. ولا نستطيع قياس التسارع باستخدام مقياسٍ مُعيَّنٍ بشكلٍ مباشرٍ بل نحصلُ عليهِ بعد إجراء بعض العمليات الحسابية، وواحدته هي مترٌ في الثانيةِ المُربعةِ؛ وهي آتيةٌ من معادلته الأساسية؛ والتي تتمثل في: سرعة الجسم في الثانية الواحدة مقسومةً على الزمن مُقدّراً بالثواني.

التسارع

ومن المهم فهم التسارع لنفهمَ ما يحدث في حياتنا اليومية واكتشاف أسرار الحركة في الفضاء الخارجي وعمل الآلات وحتى طريقة تفاعل الذرات فيما بينها؛ فيُقال بأنه يوجد تسارعٌ عند الشمس وتسارع السقوط الحرِّ على سطح القمر وفي محطة الفضاء الدولية وتسارع الطرد المركزي الذي يُستخدم لتدريب روَّاد الفضاء.

كما يُستخدم التسارع في عمليات التصادم بين الذرات التي تُساهم في تحديد خصائصها كما تَسبب التسارع الشديد في الحادث المؤلم للأميرة ديانا بتمزيق الشريان الرئوي وهو ما تسبب بقتلها.

وهناك نوعان للتسارع: التسارع المتوسط أو الثابت أو المنتظم (Constance Acceleration) والتسارع اللحظي أو الآني (Instantaneous Acceleration)، ولتعرف تعريفهما والفرق بينهما اقرأ الآتي:

التسارع الثابت أو المنتظم: ويعني أن سرعة الجسم تتغير بنفس المقدار في كلِّ ثانيةٍ، أي بمعدلٍ ثابتٍ؛ فعلى سبيل المثال عندما تضغطُ على دواسة الوقود في سيارتك وتزداد سرعتها تدريجياً خلال فترةٍ زمنيةٍ معينةٍ والتي تُعتبر فترةً طويلةً نسبياً نقول أن للسيارة تسارعاً مُنتظماً، وتحدث نفسُ الظاهرة عند ضغط الفرامل وتباطؤ السيارة.

ويُحدَّد التسارع الثابت بالسرعة الأولية للحركة v0 وتترافق مع بداية الحركة والسرعة النهائية للحركة v والتي تترافق مع توقُّفها ويُحسب عندها التسارع من خلال فرق السرعات الأولية والنهائية مقسوماً على تغيُّر الزمن بالعلاقة الآتية a= ∆v/∆t= (v-v0)/(t-0)، أما إذا كنتَ تتحركُ بنفس السرعة أي تقطع نفس المسافة خلال نفس الفترة الزمنية فعندها لا وجود للتسارع؛ كما هو الحال عندما تُحلِّق بطائرةٍ ذات سرعةٍ ثابتةٍ تبلغ 800 ميلاً في الساعة على طول خطٍّ مستقيمٍ وعندها نقول بأن تسارعها صفريٌّ؛ بينما نقول أن تسارعها المنتظم يبدأُ عندما تبدأ بالهبوط.

وفي المقابل يُحدَّدُ التسارع الآني أو اللَّحظي على مدى فترةٍ زمنيةٍ قصيرةٍ نسبياً خلال ثانيةٍ مثلاً، وهو يتميزُ بالقيمة غير المُنتهية فيوجد عددٌ لا يُحصى من الثواني في الزمن، ويُحسب من خلال توابعَ ومشتقاتٍ للسرعة بالنسبة للزمن حيث تكون السرعةُ مُتناهيةً إلى الصفر وليست منتهيةً عند حدٍّ مُعيَّنٍ، وتُمثِّله العلاقة الآتية: a= dv/vt.

وبناءً على ذلك يُمكنكَ أن تستنتج الخلاصة الآتية:

التسارع المنتظم هو تغير سرعة الجسم بمقدارٍ ثابتٍ خلال فتراتٍ زمنيةٍ متساويةٍ وطويلةٍ نسبياً، وله قيمةٌ حقيقيةٌ، بينما التسارع اللحظي فهو تغير سرعة الجسم خلال فترةٍ زمنيةٍ قصيرةٍ نسبياً وقيمته تقريبيةٌ ومتغيرةٌ من لحظةٍ لأخرى بمقاديرَ غير ثابتةٍ.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما الفرق بين التسارع المنتظم والتسارع اللحظي؟"؟