▷ الفرق بين السرعة والتسارع

تشرح هذه المقالة ما هي السرعة وما هو التسارع في الفيزياء. بالإضافة إلى ذلك، سوف تكتشف الاختلافات بين السرعة والتسارع وأوجه التشابه بينهما.

سرعة

تشير السرعة إلى تغير موضع الجسم بالنسبة للزمن، فالجسم السريع يعني أنه يقطع مسافة طويلة في وقت قصير. وبالتالي، كلما كان الجسم المتحرك أسرع، زادت المسافة التي يقطعها في وقت معين.

السرعة تساوي الإزاحة مقسومة على التغير مع مرور الزمن. لذا، لحساب سرعة الجسم، يجب قسمة الفرق بين الوضع النهائي والوضع الأولي على الفرق بين اللحظة النهائية والوضع الأولي. باختصار، صيغة حساب السرعة هي:

$v=\cfrac{\Delta x}{\Delta t}=\cfrac{x_f-x_i}{t_f-t_i}$

ذهب:

$v$

هي السرعة.
$\Delta x$

هو الإزاحة.
$\Delta t$

هو الاختلاف الزمني.
$x_f$

هو الموقف النهائي.
$x_i$

هو وضع البداية.
$t_f$

هي اللحظة الأخيرة.
$t_i$

هي اللحظة الأولية.

يتم التعبير عن السرعة بوحدات الطول مقسومة على وحدات الزمن. ولذلك فإن وحدة السرعة في النظام الدولي (SI) هي المتر مقسم على الثانية (م/ث).

مثال لحساب السرعة

جسم متحرك في الموضع x _i = 2 m في الوقت t _i = 3 s وفي الموضع x _f = 8 m في الوقت t _f = 6 s. ما هي سرعته؟

للعثور على قيمة السرعة يجب عليك استخدام الصيغة المذكورة أعلاه:

$v=\cfrac{\Delta x}{\Delta t}=\cfrac{x_f-x_i}{t_f-t_i}$

لذلك ندخل البيانات في الصيغة ونحسب سرعة الجسم:

$v=\cfrac{8-2}{6-3}=\cfrac{6}{3}=2\ \cfrac{m}{s}$

➤ لمعرفة المزيد: ما هي السرعة في الفيزياء؟

التسريع

يشير التسارع إلى التغير في سرعة الجسم خلال وحدة الزمن. يمكن أن يكون التسارع نتيجة لتغير في مقدار السرعة واتجاهها. إذن، الجسم المتسارع يعني أنه يتحرك بشكل أسرع أو يغير اتجاهه.

على سبيل المثال، إذا كان تسارع جسم متحرك 1 م/ث ² ، فهذا يعني أن الجسم سيتحرك بشكل أسرع بمقدار 1 م/ث كل ثانية. وبالتالي، إذا كانت سرعتها في الزمن t=5 s 3 م/ث، ففي الزمن t=6 s ستكون سرعتها 4 م/ث.

التسارع يساوي التغير في السرعة مقسومًا على الفاصل الزمني المنقضي. ولذلك، لحساب التسارع، يجب قسمة الفرق بين السرعة النهائية والسرعة الأولية على الفرق بين اللحظة النهائية والسرعة الأولية. وبالتالي فإن صيغة حساب التسارع هي:

$a=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

ذهب:

$a$

هو التسارع.
$\Delta v$

هي الزيادة في السرعة.
$\Delta t$

هو الاختلاف الزمني.
$v_f$

هي السرعة النهائية.
$v_i$

هي السرعة الأولية.
$t_f$

هي اللحظة الأخيرة.
$t_i$

هي اللحظة الأولية.

يتم التعبير عن التسارع بوحدات الطول مقسومة على وحدات الزمن المربعة. ولذلك فإن وحدة التسارع في النظام الدولي (SI) هي المتر مقسومًا على الثانية المربعة (م/ث ² ).

مثال لحساب التسارع

جسم متحرك تبلغ سرعته v _i = 3 m/s عند الزمن t _i = 2 s، وسرعته v _f = 6 m/s عند الزمن t _f = 8 s، ما تسارعه؟

للعثور على قيمة التسارع، ما عليك سوى تطبيق الصيغة الموضحة في القسم أعلاه:

$a=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

لذلك نعوض بجميع البيانات في الصيغة ونحسب تسارع الجسم المتحرك:

$a=\cfrac{6-3}{8-2}=\cfrac{3}{6}=0.5\ \cfrac{m}{s^2}$

➤ لمعرفة المزيد: ما هو التسارع في الفيزياء؟

الفرق بين السرعة والتسارع

الآن بعد أن عرفنا ما هي السرعة والتسارع، دعونا نرى بالضبط ما هو الفرق بين هاتين الكميتين الفيزيائيتين.

الفرق بين السرعة والتسارع هو أن السرعة تشير إلى التغير في الإزاحة لكل وحدة زمنية، بينما يشير التسارع إلى التغير في السرعة لكل وحدة زمنية. وبالتالي فإن السرعة والتسارع مرتبطان ببعضهما البعض، لكن معناهما مختلف.

على سبيل المثال، إذا تحرك جسم بسرعة 3 م/ث، فهذا يعني أنه سيتحرك ثلاثة أمتار في كل ثانية. لذا، إذا كان في الوقت t ₀ = 7 s كان في الموضع x ₀ = 2 m، في الوقت t _f = 8 s سيكون في الموضع x _f = 5 m.

ومن ناحية أخرى، إذا تحرك جسم بتسارع قدره 2 م/ث ² ، فهذا يعني أن سرعته ستزيد في كل ثانية بمقدار وحدتين. وبالتالي، إذا كانت سرعتها في الزمن t ₀ =1 s هي v ₀ = 4 m/s، ففي الزمن t _f =2 s ستكون سرعتها v _f = 6 m/s.

هناك اختلاف آخر بين السرعة والتسارع وهو الوحدات التي يتم التعبير عنها بها. كما ترون في المثالين السابقين، في النظام الدولي يتم التعبير عن السرعة بوحدة م/ث، بينما وحدة التسارع هي م/ث ² .

العلاقة بين السرعة والتسارع

العلاقة بين السرعة والتسارع هي الزمن، حيث أن التسارع يعرف بأنه التغير في السرعة لكل وحدة زمنية وبالتالي يتم حساب التسارع بقسمة الزيادة في السرعة على الزيادة في الزمن.

$a=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}$

وبالتالي فإن علامة التسارع تحدد ما إذا كانت السرعة تزيد أو تقل أو تظل ثابتة مع مرور الوقت:

a>0 : إذا كان التسارع موجباً، فهذا يعني أن السرعة تزداد مع مرور الوقت.
a<0 : إذا كان التسارع سالباً، فهذا يعني أن السرعة تتناقص مع مرور الوقت.
a=0 : إذا كان التسارع صفراً، فهذا يعني أن السرعة ثابتة مع مرور الوقت.

➤ انظر: السرعة والسرعة