ما هي السرعة وما هي أنواعها في الفيزياء؟

1 إجابة واحدة

السرعة (Speed) هي مقدار فيزيائي يعبر عن المسافة التي يقطعها جسم ما خلال زمن محدد، والسرعة لا تعبر عن اتجاه معين إنما تعني القيمة العددية لشعاع السرعة بمعنى آخر انه كلما زادت قيمة السرعة فيدل هذا على أنَّ الجسم يتحرك بشكل أسرع، وفي حال كان الجسم ساكنًا غير متحرك عندها تصبح قيمة سرعته صفر، أول من اكتشف السرعة العالم الفيزيائي جاليلو جاليلي.

من خصائص السرعة:

  • لها قيمة محددة وهي قيمة متغيرة.
  • لها اتجاه محدد.

معادلة حساب السرعة في حال كان الجسم بحركة مستقيمة:

حيث أنّ :

  • V: السرعة
  • d: المسافة المقطوعة.
  • t: الزمن.

كل من المقادير السابقة هي متغيرات كل مقدار يؤثر على البقية، وتختلف من تجربة لأخرى.

العوامل المؤثرة في السرعة:

  • المسافة تغير السرعة بتغيرها، تتزايد السرعة بزيادة الزمن.
  • الزمن تتغير السرعة بتغير الزمن، حيث تزداد السرعة بنقصان الزمن.

أنواع السرعة من الناحية الفيزيائية:

  • السرعة الثابتة: وهي السرعة التي يقطع فيها الجسم مسافات متساوية خلال أزمنة متساوية، وتكون بخط مستقيم ومقدار ثابت ولا يتغير اتجاهها.
  • السرعة المتغيرة: كالسقوط الحر لأن سرعتها واتجاهها يتأثران بالجاذبية الأرضية ومثال عليها المذنبات، وتحسب من خلال (التسارع × الزمن) + السرعة الابتدائية.
  • السرعة الآنية “اللحظية”: تعبر عن سرعة الجسم في لحظة معينة، ومن الناحية الرياضية هي سرعة جسم ما خلال فاصل زمني صغير جدًا، وتكون قيمته قريبة جدًا من الصفر، ويعبر عنها بالقانون التالي:

وتشير d إلى تغير ضئيل، وهذا ما يسمى بالاشتقاق الرياضي أي السرعة الآنية مشتق المسافة بالنسبة للزمن، ويعبر عنها أيضًا كالتالي:

  • السرعة المتوسطة: وهي تعبر عن متوسط المسافة المقطوعة خلال زمن معين، فلو قطعت سيارة مسافة معينة من أ إلى ب، وخلال هذه المسافة كانت تتباطئ وتتسارع ومن الممكن أن تتوقف، لحساب هذه السرعة نقيس المسافة كاملة والزمن الكلي ومن ثم نحسب السرعة المتوسطة، وفي هذه الحالة نستخدم قانون السرعة التالي:

ويشير دلتا إلى التغير.

  • السرعة المتجهة: إن السرعة كمية قياسية لا تأخذ بعين الاعتبار الاتجاه، ولكن السرعة المتجهة تأخذ بعين الاعتبار الاتجاه، ففي حال كنت في غرفة ومشيت من أولها إلى آخرها ومن ثم عدت إلى نفس النقطة في هذه الحالة السرعة المتجهة هي صفر لأن مكانك بقي ثابت لم يتغير.
  • السرعة الدورانية: وهي معدل تغير موضع جسم ما ضمن مسار دائري، وهي عدد الدورات على وحدة الزمن، وتحسب السرعة الدورانية كالتالي سرعة= قطر الدائرة ÷ الزمن، وتقاس بالدورة في الدقيقة.

هناك سرعات ثابتة لا تتأثر بتغير المسافة والزمن مثل سرعة دوران الأرض حول نفسها، وسرعة دوران الأرض حول الشمس، وسرعة الضوء، وسرعة الصوت، وأكبر سرعة على الإطلاق هي سرعة الضوء، وهي السرعة التي تنتشر  فيها الموجات الضوئية عبر مواد مختلفة، وتساوي سرعة الضوء في الفراغ 299.792.458 متر في الثانية، تستخدم في وصف الأمواج الكهرومغناطيسية، وينتقل الضوء على شكل موجات، تتباطئ سرعته عند مروره من أجسام معينة كمروره عبر الماس والأحجار الكريمة، وترتبط سرعة الضوء بالكتلة والطاقة، فسرعة الضوء تساوي الجذر التربيعي لحاصل قسمة الطاقة على الكتلة.

وحدات السرعة:

تقاس السرعة وفقًا للنظام الدولي  بالمتر/ الثانية، أو بالكيلو مترات / الساعة وهي الوحدات الشائعة للاستخدام اليومي، أما في السفن تستخدم العقدة أو الميل البحري في الساعة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي السرعة وما هي أنواعها في الفيزياء؟"؟