كيف نعبر عن مقياس الازاحة

كيف نعبر عن مقياس الازاحة

نعبر عن مقياس الازاحة بالقاعدة الرياضية التالية: (x∆ =xf – x0)، حيث إنّ x∆ هي نسبة الإزاحة وxf هي الموقف النهائي و x0 هي الموقف الأولي.

لفهم كيفية حساب الازاحة لجسم ما والتعبير عنها بأسلوب رياضي يصف حركته يجب أن  نحدد موضعه أو مكان وجوده على سطح ما “الإطار المرجعي” وفي الأوقات التي نقيس خلالها الإزاحة، عادةً يتم استعمال الأرض لتمثيل إطار مرجعي يتم تحديد موقع الجسم المُزاح بالنسبة له؛ فموضع أي جسم يمكن تحديده وفق علاقته بالأجسام الثابتة ضمن الإطار المرجعي. [1]

تعريف الإزاحة في الفيزياء

الإزاحة في الفيزياء هي التغير الكلّي بموضع الجسم بشكل متوافق مع اتجاه الحركة.

الإزاحة هي الاتجاه الكمي أو ما يعرف باتجاه الكمية، أي أن الإزاحة تجمع بين حجم الموضع المتغير من جهة واتجاه الحركة الذي يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار من جهة أخرى، وهي إما أن تكون موجبة أو سالبة وفق اتجاه الإزاحة أو أن تعادل الصفر “عندما لا توجد إزاحة”.

لا تهتم عملية الإزاحة بالمعلومات التفصيلية التي مرت بها حركة الجسم المزاح على طول المسار الكلي الذي قُطع، فلا يطلب لحساب الإزاحة سوى تحديد نقطتين تحرك خلالهما الجسم وهما الموضع الأولي والموضع النهائي ما يعني أن مسارها مستقيم وبين نقطتين، وللتعبير عن عملية الإزاحة في المعادلات الرياضية يتم استخدام سهم الاتجاه. [2]

أوجه التشابه بين المسافة والنزوح

• وحدة القياس.
• آلية القياس.
• الطول.
• الصيغة.

تتعدد نقاط التشابه ما بين الإزاحة والمسافة لكن سيتم فيما يلي استعراض أبرزها:

• وحدة القياس: تتماثل وحدة القياس ما بين المسافة والإزاحة “المتر”.
• آلية القياس: كلاهما يعتمد في التحديد أو القياس على أساس نقطتا البداية والنهاية.
• الطول: إذا تم القياس بخط نظر مستوي بين نقطة البداية والنهاية وفق الاتجاه سيكون كلاهما متساويين بمعظم الحالات.
• الصيغة: الصيغة المعتمدة بكلاهما هي ذاتها.

هل المسافة هي الازاحة

على الرغم من التقارب والتشابه بين المسافة والإزاحة من حيث المفهوم العام، إلا أن هناك عدة نقاط اختلاف رئيسية بينهما، فكلا المفهومين متقاربين بنقطة أن الجسم تحرك على مسار محدد، لكن طريقة الحساب وعدة نقاط أخرى هي مختلفة تماماً، ويوضح الجدول التالي الفرق بين المسافة والازاحة  وأهم نقاط التمايز بينهما: [3]

ما هو قانون الازاحة الزاوية

قانون الإزاحة الزاوية هو (θ = s / r) حيث إنّ θ هي الإزاحة الزاوية وتعبر عن نسبة قوس الإزاحة إلى نصف القطر ووحدتها الراديان.

الإزاحة الزاوية تطلق على حركة الجّسم على طول المسار الدائري بالحركة الدورانية، وتختلف عن الإزاحة بالحركة الخطية سالفة الذكر بحيث يتم قياسها على شكل زاوية وليس بالطول، وإذا كان الجسم يغير موضعه بحركة دورانية حول محور ثابت فهذا يعني أن حركة الأجسام ستبقى ثابتة طيلة الدوران.

فالإزاحة الزاوية هي الزاوية التي يحققها الجسم نقطة السكون وأية نقطة على المسار خلال الحركة الدورانية، أقصر زاوية تتشكل ما بين الموضع الأولي للجسم والموضع النهائي خلال الحركة الدائرية حول محور ستكون كمية متجهة، علماً أنّ وحدة الإزاحة الزاوية هي الرّاديان أو الدرجة، وكل 360 درجة تعادل اثنين باي راديان على عكس الإزاحة الخطية التي تقاس بالمتر كما أسلفنا. [4]

أمثلة على الإزاحة

نصادف في حياتنا اليومية الكثير من الأمثلة والتطبيقات على مفهوم الإزاحة بكافة أنواعه، والتي نذكر بالآتي بعض الأمثلة الدقيقة والبسيطة عنها:

• طائرة ركاب تطير انطلاقاً من مطار نيويورك إلى مطار لندن.
• رياضي يركض ضمن مسار منحني من شمال حديقة التنزه المحلية إلى جنوبها.
• لاعب التزلج على الثلج يمضي 6 ساعات متزلجاً على مسار مخصص للرياضة.
• مجموعة أطفال يلهون ويمارسون رياضة الركض ضمن دوائر مرسومة على الأرض.
• فرقة العزف الموسيقية المشجعة لأحد أندية كرة القدم تسير وفق خط مستقيم على أرضية ملعب لكرة القدم.
• مجموعة جنود يؤدون عرض عسكري على خط مستقيم ضمن مسار محدد في ساحة التدريب.
• بطل السباحة يقطع مسافة بين مدينتين ساحليتين. [5]

ما العلاقة بين الازاحة والزمن

تتناسب الإزاحة طرداً مع الزمن والسرعة، وفي حال كان التناسب طرداً فهذا يعني أنّ الوقت بات عامل مضاعف يجعل الإزاحة تتوافق مع مربع الزمن.

تمثل السرعة المتجهة عموماً الإزاحة مقسومة على الزمن، إذا كانت السرعة المتجهة لأي جسمين متساوية يتحركان بالسرعة القياسية نفسها؛ لأن السرعة القياسية مرادف لمقدار السرعة المتجهة، وبالتالي نستنتج إن السرعة المتجهة لها سرعة قياسية واتجاه وهي سرعة موجبة ويتحرك الجسمان بالسرعة المتجهة نفسها. [6]

ميساء تقلا