من التمثيل البياني منحنى السرعه الزمن لحساب التسارع

من التمثيل البياني منحنى السرعه الزمن لحساب التسارع

عبارة صحيحة، من التمثيل البياني منحنى السرعه الزمن لحساب التسارع.

لطلاب الصف الأول الثانوي في مادة الفيزياء1، إليك قانون حساب التسارع والتعبير عنه في منحنى السرعة الزمن، حساب التسارع (ت)= (السرعة الابتدائية ع1- السرعة النهائية ع2) /ز، وتقاس السرعة بالمتر في الثانية، نعبر عن هذه المصطلحات بالاختصارات التالية:

• السرعة الابتدائية= ع1.
• السرعة النهائية= ع2.
• الزمن= ز.

نقدم مثالاً على حساب التسارع للزمن قبل التعبير عنه خلال منحنى بياني، تسارعت دراجة من وضع السكون وصولاً إلى سرعة 10 م/ث خلال 5 ثوان فقط، احسب تسارع سرعة الدراجة.

من المثال يتضح عن السرعة الابتدائية ع1= 0 م/ث.

السرعة النهائية ع2= 10 م/ث.

الزمن ز= 5 ث.

حساب التسارع (ت)= (السرعة النهائية ع2 – السرعة الابتدائية ع1) /ز الزمن

حساب التسارع= (10- 0) /5= 10/5= 2 م/ث².

الآن عزيزي الطالب بعد أن تعلمت قانون حساب التسارع لجسم أو شيئاً ما، نوضح تالياً مثالاً على حساب التسارع من منحنى السرعة والزمن، انظر إلى التمثيل البياني الموضح بالصورة، ثم احسب سرعة التسارع أو الميل وكلاهما شيء واحد:

• نختار أي نقطتين على المحور في المنحنى البياني للسرعة المتجهة لكل متر في الثانية.
• ثم نختار النقطتين المقابلين لهما على محور الزمن المقاس بالثانية.
• على سبيل المثال نختار السرعات 15 و20 متر/ ثانية من محور السرعة المتجهة.
• النقاط المقابلة لهم على محور الزمن هي 3 و4 ث.

ولحساب التسارع من المنحنى البياني، نقوم بالخطوات التالية:

• الميل أو التسارع= السرعة الابتدائية- السرعة النهائية/ زمن السرعة الابتدائية- زمن السرعة النهائية.
• 20 م/ث – 15 م/ث/ 4-3 ث.
• وبالتالي الناتج يكون 5/1= 5.00 م/ث².[2]

معلومة هامة: لمشاهدة المثال والحل الخاص به بالصوت والصورة، يمكن مشاهدة الفيديو التالي.

كيف يمكن حساب السرعة المتجهة من منحنى الموقع الزمن

نقدم للطلاب الصف الأول في المرحلة الثانوية، أمثلة محلولة توضح كيفية حساب التسارع من المنحنى الذي يوضح السرعة الابتدائية والنهائية والزمن مثل:

من خلال المنحنى البياني الموضح بالصورة، أوجد التالي:

• الزمن الذي يكون فيه الجسم ساكن.
• ارسم منحنى التسارع مع الزمن.

من خلال المنحنى البياني نجد أن المحور العمودي يمثل السرعة المقاسة بالمتر في الثانية ومعبر عنه بحرف v اختصار لكلمة velocity أي السرعة المتجهة، والمحور الأفقي يمثل الزمن المقاس بالثانية ومعبر عنه بحرف t اختصاراً لكلمة Time، والتي من خلالها نحسب الميل أو التسارع، نعود للمطلوب في المثال لاستخراجه من المنحنى البياني للسرعة والزمن:

الزمن الذي يكون فيه الجسم ساكن أي سرعته تكون 0، وهذا معبر عنه على المنحنى t=3، t=0 أي أن الزمن الذي يكون فيه الجسم ساكن على المنحنى هو 3 ث وبالتالي التسارع 0 م/ث.

أما المطلوب الثاني هو رسم منحنى التسارع مع الزمن، من الشكل البياني نحدد السرعة الابتدائية وهي 0، ثم السرعة المتوسطة وهي 2-/ ث²، سرعة النهائية وهي 4م/ث²، وبالتالي رسم منحنى التسارع مع الزمن يكون بالشكل التالي:[3]

متى تكون سرعة الجسم تساوي صفر

عندما يكون الجسم في حالة السكون وأيضاً يكون الزمن صفر أو في حالة كانت الحركة بسرعة منتظمة دون تغيير.

على سبيل المثال تكون سرعة الجسم تساوي صفر في حالة سيارة متوقفة لا تتحرك على الأرض، وتكون سرعة الجسم صفر أيضاً في حالة قطار يسير على سرعة منتظمة بقيمة 75كم/الساعة.[4]

الفرق بين التسارع والسرعة المتجهة

التسارع الذي يطلق عليه في علم الفيزياء اسم Acceleration، هو عبارة عن تغيير في السرعة المتجهة والتي يطلق عليها مصطلح velocity، المرتبطة بالتغير في الزمن، تقاس السرعة المتجهة بمعدل كم متر في الثانية م/ث، من خلال ذلك بحسب تغير السرعة المتجهة في كل متر في الثانية المربعة، الجدير ذكره أن التسارع أيضاً يعتبر من الكميات المتجهة، وبالتالي القانون هنا التسارع= التغير في السرعة/ التغير في الزمن، خلال الجدول التالي نوضح في نقاط الفرق بين التسارع والقوة المتجهة:

مثال محلول على من التمثيل البياني منحنى السرعة الزمن لحساب التسارع

نوضح من خلال المثال التالي سرعة عداء بداية من السرعة الابتدائية، المتوسطة وحتى النهائية، ثم التعبير عن التسارع وفقاً للزمن على المنحنى البياني، وكانت سرعة العداء كالتالي:

• 0م في الثانية صفر.
• 4م في الزمن عند 2 ث.
• 7 م في الزمن 4 ث.
• 10 م في الزمن 6 ث.
• 12 م في الزمن8 ثوان.
• 10 م في الزمن 10 ث.

وبالتالي نلاحظ من المعطيات السابقة أن التسارع كان في البداية موجباً أي في تزايد من الزمن 0- 8 ثوان، ثم عادة ليصبح التسارع سالباً أي ينخفض في خلال الفترة الزمنية من 8- 10 ث، وبالتالي التسارع يتحول إلى 0، لأنه انتقل من السالب إلى الموجب في فترة 2 ثانية فقط أي من 8 إلى 10 ثوان، وبالتالي التعبير عن ذلك على منحنى التسارع والزمن يكون مقدار السرعة من 0 إلى 12 م، والزمن من 0- 10 ثوان.[1]

نيرة محمد