ماهي وحدة قياس السرعة

ماهي وحدة قياس السرعة

ماهي وحدة قياس السرعة؟ الإجابة: المتر بالثانية.

يحتاج انتقال كائن من مكان لآخر إلى قطع مسافة معينة في زمن محدد من أجل الوصول إلى الوجهة المطلوبة، وهذا ما نسميه بالسرعة، إذ أنها وبشكل أوضح نسبة المسافة المقطوعة إلى الوقت المستغرق للانتقال من نقطة بداية إلى نقطة نهاية.

وكما لكل شيء في الفيزياء مقياس محدد، فإن للسرعة وحدة قياس خاصة بها أيضاً، ومن المعروف عنها أنها ذات اتجاه واحد فقط، وليس لها مقدار، لذلك فالرقم الخاص بها قياسي، وتُقاس بالمتر في الثانية (م/ث)، إذ يرمز المتر إلى المسافة المقطوعة، في حين ترمز الثانية إلى الزمن المقطوع. [1]

ما هي السرعة وما هي أنواعها

السرعة هي معدل تغيير موضع الكائن في أي اتجاه.

يمكن تعريف السرعة بأنها نسبة المسافة مقسومة على الوقت الذي تمّ قطع المسافة فيه، وهي كمية عددية، أي لها اتجاه فقط وليس لها حجم، ويتم التعبير عنها بالصيغة التالية (S=d/t) حيث يشير الرمز “S” إلى السرعة، والرمز “d” إلى المسافة، والرمز “t” إلى الزمن.

وللسرعة أربعة أنواع رئيسية هي:

• السرعة الموحدة.
• السرعة المتغيرة.
• السُرعة المتوسطة
• السرعة الفورية.

السرعة الموحدة: يكون الجسم في حالة السرعة الموحدة عندما ينتقل مسافة متساوية في فترات زمنية متساوية وباتجاه واحد، مما يعني أنه يسير بوتيرة ثابتة نوعاً ما.

السُرعة المتغيرة: يكون الجسم في حالة السرعة المتغيرة عندما ينتقل مسافة مختلفة خلال أوقات مختلفة

السرعة المتوسطة: يتم تعريف متوسط السرعة على أنه السرعة المنتظمة التي تعطى من خلال نسبة المسافة الإجمالية التي يقطعها الجسم إلى إجمالي الوقت الذي يستغرقه للوصول.

السرعة اللحظية: عندما يتحرك أي كائن بسرعة متغيرة، فإن سرعته في أي لحظة من الزمن المقطوع يتم تعريفها بأنها سرعة لحظية. [2]

ما هو قانون حساب السرعة

هناك عدة طرق يمكن اعتمادها عند حساب بناءً على أنواع المعلومات المتوفرة في المسألة المطروحة، وعادة ما تكون المعادلة على الشكل التالي: السرعة = المسافة/الزمن (أو s = d/t)، وفيما يلي طريقتين لحساب السرعة مع أمثلة على ذلك:

• معادلة السرعة القياسية.
• طريقة حل المشاكل المتوسطة.

معادلة السرعة القياسية

يتم حساب معادلة السرعة القياسية من خلال عدّة خطوات بسيطة وهي:

الخطوة الأولى: إيجاد المسافة التي قطعها الجسم هي الخطوة الأولى للحل وفق معادلة السرعة القياسية، ويعني ذلك معرفة مدى المسافة بين نقطة البداية ونقطة النهاية.

الخُطوة الثانية: إيجاد الزمن الذي استغرقه الجسم لقطع المسافة، وذلك يعني معرفة كم من الوقت استغرق الجسم للانتقال من نقطة البداية إلى نقطة النهاية.

الخطوة الثالثة: تقسيم المسافة المقطوعة على الزمن المستغرق من أجل معرفة السرعة.

ولتحقيق مزيد من الفهم لهذه الطريقة لنفترض أننا نقوم برحلة بالسيارة إلى متنزه على بعد 100 ميل (حوالي 161 كيلومتراً)، وبفرض أن الرحلة استغرقت حوالي ساعتين، ما هي السرعة وفق معادلة السرعة القياسية.

الحل: نقوم بتقسيم المسافة المقطوعة (100) على الزمن المستغرق (2 ساعة) فتساوي السرعة لدينا 50، ولا ننسى ذكر وحدة المسافة، وهي ميل/ساعة في مثالنا.

طريقة حل المشاكل المتوسطة

الطريقة الأولى: عزل المتغيرات المختلفة لحل المسافة والزمن، وذلك يعني استخدام معطيات معادلة السرعة الموجودة من أجل إيجاد المعطيات غير الموجودة.

وكتوضيح لذلك دعونا نفترض أن سرعة قطار ما كانت 20 كيلومتراً في الساعة لمدة أربع ساعات، لكننا في هذه الحالة نحتاج إلى معرفة المسافة التي قطعها، وهذا ما يستدعي إعادة ترتيب المعادلة وحلها على النحو التالي:

السرعة = المسافة/الزمن.
السرعه × الزمن = (المسافة/الزمن)×الزمن.
السرعة × الزمن = المسافة.
20 كم/ساعة × 4 ساعات = 80 كيلومتر.

الطريقة الثانية: تحويل الوحدات الخاصة حسب الحاجة، إذ نحتاج في بعض الأحيان لحساب السرعة في مجموعة واحدة أو عدّة مجموعات من الوحدات، في هذه الحالة يتم استخدام عوامل التحويل للحصول عليها بالوحدات المطلوبة.

ويتطلب القيام بذلك كتابة العلاقات بين الوحدات في صورة كسر ثم ضربها، مع قلب الكسر حسب الحاجة للتخلص من الوحدات غير المرغوبة.

ولنفترض أنه في المثال أعلاه، نحتاج إلى وحدة قياس بالأميال بدلاً من الكيلومترات، ويوجد حوالي 1.6 كيلومتراً في الميل، لذا يتم التحويل بالشكل التالي: 80 كيلومتر× 1 ميل/1.6 كيلومتر = 50 ميل.

الطريقة الثالثة: استبدال متغير المسافة في معادلة السرعة القياسية، وكمثال على ذلك لنفترض أن طائرة تحلق في دائرة يبلغ عرضها 20 ميلاً خمس مرات، وتكمل رحلتها في نصف ساعة، وهنا نلاحظ أننا لا نزال بحاجة إلى معرفة المسافة التي قطعتها الطائرة بالضبط قبل أن نتمكن من معرفة سرعتها.

ويمكن هنا استخدام معادلة المسافة حول محيط الدائرة بدلاً من d في صيغة السرعة، حيث أن المحيط يعبّر عنه بالصيغة (2 × π × r)، ويشير الرمز “r” فيها إلى نصف قطر الدائرة، وبناءً عليه فالحل يكون على الشكل التالي:

s = (2 × π × r)/t
s = (2 × π × 10)/0.5
ميل/ ساعة s = 62.83/0.5 = 125.66

وعلى الرغم من بساطة هذه الطريقة في الحصول على السرعة، إلّا أنه بها عيب واحد وهو أن القيمة التي توفرها من الناحية الفنية تعبّر عن متوسط السرعة، مما يعني أنها تفترض أن الجسم الذي تقيسه سار بنفس السرعة طوال الرحلة بأكملها.

ولتوضيح هذا الاختلاف، دعونا نتخيل أن شخصاً ما يقوم برحلة في السيارة، من البديهي أنه لم يسافر بنفس السرعة طوال الرحلة بأكملها، حيث يضطر للوقوف أو القيادة ببطء عند إشارات التوقف والاختناقات المرورية وما إلى ذلك. [3]

Faten AlUkla