ما هي السرعة في الفيزياء؟

يتم تعريف السرعة على أنها أ المتجه قياس معدل واتجاه الحركة. ببساطة ، السرعة هي السرعة التي يتحرك بها شيء في اتجاه واحد. يمكن قياس سرعة سيارة تسير شمالًا على طريق سريع رئيسي والسرعة التي يطلقها الصاروخ في الفضاء باستخدام السرعة.

كما قد تكون خمنت ، فإن العدد القياسي (القيمة المطلقة) لحجم ناقل السرعة هو سرعة الحركة. في حساب التفاضل والتكامل حيث أن السرعة هي أول مشتق للموقف بالنسبة للوقت. يمكنك حساب السرعة باستخدام صيغة بسيطة تتضمن المعدل والمسافة والوقت.

الطريقة الأكثر شيوعا لحساب بسرعة ثابتة لكائن يتحرك في خط مستقيم مع هذه الصيغة:

ص = د / ر

• ص هو المعدل أو السرعة (يشار إليها أحيانًا باسم الخامس للسرعة)
• د هي المسافة المنقولة
• ر هو الوقت الذي يستغرقه لاستكمال الحركة

وحدات SI (الدولية) للسرعة هي m / s (متر في الثانية) ، ولكن يمكن التعبير عن السرعة أيضًا في أي وحدات من المسافة في الوقت. تشمل الوحدات الأخرى الأميال في الساعة (ميل في الساعة) ، الكيلومترات في الساعة (كم / ساعة) ، والكيلومترات في الثانية (km / s)

السرعة والسرعة و التسريع كلها مرتبطة ببعضها البعض ، على الرغم من أنها تمثل قياسات مختلفة. احرص على عدم الخلط بين هذه القيم مع بعضها البعض.

• سرعةوفقًا لتعريفه الفني ، هي كمية عددية تشير إلى معدل مسافة الحركة في الوقت. وحداتها هي الطول والوقت. بعبارة أخرى ، تعد السرعة مقياسًا للمسافة المقطوعة خلال فترة زمنية معينة. غالبًا ما يتم وصف السرعة ببساطة على أنها المسافة المقطوعة لكل وحدة زمنية. هو مدى سرعة جسم يتحرك.
• ● السرعة هي كمية المتجهات التي تشير إلى النزوح والوقت والاتجاه. على عكس السرعة ، يقيس السرعة الإزاحة، كمية المتجه تشير إلى الفرق بين الموضع النهائي والأولي للكائن. تقيس السرعة المسافة ، وهي كمية عددية تقيس الطول الكلي لمسار الكائن.
• التسريع يعرف بأنه كمية المتجهات التي تشير إلى معدل التغير في السرعة. لها أبعاد الطول والوقت مع مرور الوقت. يُشار إلى التسارع غالبًا باسم "الإسراع" ، لكنه يقيس بالفعل التغيرات في السرعة. يمكن أن يكون هناك تسارع كل يوم في السيارة. أنت تخطو إلى دواسة البنزين وتسارع السيارة ، مما يزيد من سرعتها.

السرعة تقيس الحركة بدءًا من مكان ما وتتجه نحو مكان آخر. التطبيقات العملية للسرعة لا حصر لها ، ولكن واحدة من أكثر الأسباب شيوعا لقياس السرعة هو تحديد مدى سرعة وصولك (أو أي شيء في الحركة) إلى وجهة من موقع معين.

تجعل السرعة من الممكن إنشاء جداول زمنية للسفر ، وهو نوع شائع من مشكلات الفيزياء المخصصة للطلاب. على سبيل المثال ، إذا غادر قطار محطة بن في نيويورك في الساعة 2 بعد الظهر. وأنت تعرف السرعة التي يتحرك بها القطار شمالًا ، يمكنك التنبؤ بموعد وصوله إلى محطة ساوث ستيشن في بوسطن.

لفهم السرعة ، ألقِ نظرة على مشكلة العينة: طالب الفيزياء يسقط بيضة من مبنى طويل القامة للغاية. ما هي سرعة البويضة بعد 2.60 ثانية؟

الجزء الأصعب حول حل السرعة في مشكلة في الفيزياء مثل هذا هو اختيار المعادلة الصحيحة وتوصيل المتغيرات الصحيحة. في هذه الحالة ، ينبغي استخدام معادلتين لحل المشكلة: واحدة للعثور على ارتفاع المبنى أو المسافة التي يسافر بها البيض والآخر للعثور على السرعة النهائية.

ابدأ بالمعادلة التالية للمسافة لمعرفة طول المبنى:

د = الخامس_أنا* t + 0.5 * a * t²

أين د هي المسافة ، الخامس_أنا هي السرعة الأولية ، ر لقد حان الوقت و أ هو التسارع (الذي يمثل الجاذبية ، في هذه الحالة ، عند -9.8 م / ث / ث). سد العجز في المتغيرات الخاصة بك وتحصل على:

د = (0 م / ث) * (2.60 ثانية) + 0.5 * (- 9.8 م / ث)²) (2.60 ثانية)²
د = -33.1 م (تشير العلامة السالبة إلى الاتجاه الهبوطي)

بعد ذلك ، يمكنك توصيل قيمة المسافة هذه لحلها باستخدام السرعة المعادلة النهائية:

الخامس_F = الخامس_أنا + أ * ر

أين الخامس_Fهي السرعة النهائية ، الخامس_أنا هي السرعة الأولية ، أ هو التسارع ، و ر حان الوقت تحتاج إلى حل للسرعة النهائية لأن الكائن تسارع في طريقه إلى أسفل. منذ تم إسقاط البيضة وعدم إلقاؤها ، كانت السرعة الأولية هي 0 (م / ث).

الخامس_F = 0 + (-9.8 م / ث²) (2.60 ثانية)
الخامس_F = -25.5 م / ث

لذلك ، فإن سرعة البويضة بعد 2.60 ثانية هي -25.5 متر في الثانية. يتم الإبلاغ عن السرعة بشكل عام كقيمة مطلقة (إيجابية فقط) ، ولكن تذكر أنها كمية متجهة ولها اتجاه وكذلك حجمها. عادةً ما يشار إلى التحرك صعودًا بعلامة إيجابية ونزولًا بعلامة سالبة ، ما عليك سوى الانتباه إلى تسارع الكائن (سلبي = تباطؤ وإيجابي = تسريع).