ما هو مفهوم التسارع، وما هي وحدة قياسه؟

1 إجابة واحدة

التسارع هو التغير الحاصل في سرعة جسمٍ ما، خلال فترةٍ معينةٍ من الزمن، سواء أكان ذلك من ناحية اتجاه حركة الجسم، أو سرعة حركته.

تحصل ظاهرة التسارع عند تزايد أو تناقص سرعة جسمٍ أو نقطةٍ ما، تسير بخطٍ مستقيم. أما في حال كانت للنقطة او الجسم حركةٌ دورانيةٌ، نستطيع حينها القول بأن الجسم يتسارع، حتى بدون تغيير سرعته، نتيجة تغير اتجاه الحركة الخاص به بشكلٍ دائم. وتتميز الحركة الدورانية للأجسام عن غيرها في هذه النقطة، كون تسارع الأجسام الخاضعة لباقي أنواع الحركة تتأثر بالمتغيرين معًا، أي الاتجاه وسرعة الحركة.

يعتبر التسارع قوةً متجهةً (vector quantity) كونه يمتلك حجمًا محددًا واتجاهًا واضحًا، حاله كما حال السرعة، التي تعتبر كذلك قوة متجهةً، لذات السبب السابق. وللتسارع أنواعٌ ثلاث هي:

  • تسارع منتظم: يحدث هذا النوع من التسارع عندما يمشي جسمٌ ما، على مسارٍ مستقيم، وبسرعةٍ تتزايد خلال فتراتٍ زمنيةٍ متساويةٍ، من الأمثلة الشائعة للتسارع المنتظم تسارع أي جسم يسقط سقوطًا حرًا باتجاه الأرض.
  • التسارع غير المنتظم: على عكس النوع السابق، يسير الجسم في هذا النوع من التسارع بسرعةٍ متزايدةٍ ولكن أثناء فتراتٍ زمنيةٍ غير متساويةٍ. ومن الأمثلة على التسارع غير المنتظم الحافلة المدرسية التي تتوقف أثناء نقلها للطلاب في العديد من المرات ما سيأثر على تسارع العربة، نتيجة تغير السرعة المستمر.
  • التسارع الآني: وهو التسارع الذي يحصل خلال لحظة معينةٍ من الزمن.

لحساب التسارع يجب علينا دراسة وشرح قانونين أساسيين، في حال ما استطعت فهمهما، ستسهل عليك عملية إيجاد تسارع أي جسمٍ تريد مهما كانت المعطيات التي بحوزتك، الأول مشتقٌ من قانون نيوتن الثاني في الفيزياء والذي ينص على أن القوة المطبقة على أي جسمٍ نرمز لها بـ F تساوي كتلة الجسم (m) مضروبةً بتسارعه (a)، أي F = ma.

بينما القانون الثاني ينص على أن تسارع أي جسم (a) يساوي التغير في سرعة الجسم (Δv)، مقسمةً على التغير في الزمن (Δt)، وبشكلٍ أبسط يمكن كتابة المعادلة على الشكل التالي a = Δv ÷ Δt .

تجدر الإشارة إلى عدم تواجد أي مشكلة في استخدام ايٍ من القانونين السابقين في إيجاد التسارع لجسمٍ ما، فقانونٌ منهما يربط التسارع بمتغيرين هما القوة وكتلة الجسم، بينما يرتبط التسارع في القانون الثاني بالتغير في السرعة و والتغير في الزمن.

إن التغير في الحاصل في السرعة قد يكون إما نتيجةً لتغيرٍ في الاتجاه الذي يسلكه، أو نتيجةً لتغير سرعة حركة الجسم، وفي بعض الأحيان يكون ناتجًا عن الاثنين معًا.

يُقاس التسارع بوحدةٍ متعارف عليها هي المتر/ الثانية/ الثانية (m/s/s) ، وذلك انطلاقًا من قانون التسارع الذي قمنا بشرحه مسبقا، بالإمكان اختصار وحدة القياس في جعلها مترًا/ ثانية للتربيع (m/s2).

في حال كان التغير في سرعة الجسم (Δv) قيمةً موجبةً، يُطلق على التسارع عندها مصطلح التسارع الموجب (positive acceleration)، وفي حال كان التغير في سرعة الجسم (Δv) قيمةً سالبةً، سيكون التسارع تسارعًا سالبًا (negative acceleration). ويستخدم هذان المصطلحان غالبًا العلماء والمهندسون الذين يتعاملون بشكلٍ دائم مع التسارع، بينما لدى العامة يستعاض عن لفظة التسارع السالب في أغلب الأحيان، بمصطلح التباطؤ (deceleration).

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو مفهوم التسارع، وما هي وحدة قياسه؟"؟