▷ التسارع العرضي (أو التسارع الخطي)

تشرح هذه المقالة ما هو التسارع العرضي (أو التسارع الخطي) في الفيزياء. وهكذا، سوف تكتشف كيفية حساب التسارع العرضي، وتدريبًا محلولاً على التسارع العرضي، وبالإضافة إلى ذلك، ما هي العلاقة بين التسارع العرضي والمفاهيم الحركية الأخرى.

ما هو التسارع العرضي (أو التسارع الخطي)؟

التسارع العرضي (أو التسارع الخطي ) هو التسارع المماس لمسار الحركة الدائرية. بمعنى آخر، يشير التسارع العرضي إلى التغير في السرعة العرضية لجسم يتحرك بشكل دائري.

وبشكل عام، يتم تمثيل التسارع العرضي بالرمز a _t .

التسارع العرضي له نفس وحدات أي تسارع، أي وحدات الطول مقسومة على وحدات الزمن المربع. ولذلك فإن وحدة التسارع العرضي في النظام الدولي (SI) هي المتر مقسومًا على الثانية المربعة (م/ث ² ).

التسارع العرضي ( _at ) والتسارع الجاذب المركزي ( a _c ) هما المكونان المتجهان لتسارع الجهاز المحمول الذي يصف حركة دائرية غير منتظمة. التسارع العرضي هو مماس لمسار الحركة الدائرية، بينما يشير تسارع الجاذبية المركزية نحو مركز المسار الدائري.

عندما يكون التسارع العرضي 0، فهذا يعني أن الجسم يدور بحركة دائرية منتظمة (UCM)، لأن السرعة العرضية تكون ثابتة.

$a_t=0 \ \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\ MCU$

صيغة التسارع العرضي

في الحركة الدائرية المتسارعة بشكل منتظم (UACM)، يتغير التسارع العرضي خطيًا. ولذلك، فإن التسارع العرضي يساوي زيادة السرعة العرضية مقسومة على الزيادة الزمنية.

وبالتالي فإن صيغة حساب التسارع العرضي (أو التسارع الخطي) هي:

ذهب:

$a_t$

هو التسارع العرضي.
$\Delta v_t$

هي الزيادة في السرعة العرضية.
$\Delta t$

هو الاختلاف الزمني.
$v_{t_f}$

هي السرعة العرضية النهائية.
$v_{t_i}$

هي السرعة العرضية الأولية.
$t_f$

هي اللحظة الأخيرة.
$t_i$

هي اللحظة الأولية.

يجب تفسير قيمة التسارع العرضي على النحو التالي:

a _t >0 : إذا كان التسارع العرضي موجبًا، فهذا يعني أن وحدة سرعة الهاتف المحمول تزداد بمرور الوقت.
عند _t <0 : إذا كان التسارع العرضي سالباً، فهذا يعني أن وحدة سرعة الهاتف المحمول تتناقص مع مرور الوقت.
عند _t =0 : إذا كان التسارع العرضي يساوي الصفر، فهذا يعني أن وحدة سرعة الهاتف المحمول ثابتة.

مثال لحساب التسارع العرضي

بمجرد أن رأينا تعريف التسارع العرضي (أو التسارع الخطي) وما هي صيغته، سنرى مثالاً ملموسًا لكيفية حساب هذا النوع من التسارع.

يصف الهاتف المحمول حركة دائرية بسرعة متسارعة بشكل منتظم. في الوقت t _i = 2 s كانت سرعته العرضية 5 m/s وفي الوقت t _f = 6 s كانت سرعته العرضية 11 m/s. ما هو التسارع العرضي للجوال؟

للعثور على التسارع العرضي يجب علينا تطبيق الصيغة الموضحة في القسم السابق:

$a_t=\cfrac{\Delta v_t}{\Delta t}=\cfrac{v_{t_f}-v_{t_i}}{t_f-t_i}$

في هذه الحالة، توفر لنا المشكلة بالفعل جميع البيانات اللازمة، لذلك نستبدل القيم في الصيغة ونحسب التسارع العرضي:

$a_t=\cfrac{11-5}{6-2}=\cfrac{6}{4}=1.5 \ \cfrac{m}{s^2}$

التسارع العرضي والتسارع الزاوي

التسارع الزاوي هو التسارع الذي يدور به الجسم، أي أن التسارع الزاوي يشير إلى المعدل الذي تتغير عنده السرعة الزاوية للجسم الذي يقوم بحركة دائرية.

ولذلك فإن العلاقة بين التسارع العرضي والتسارع الزاوي هي أن التسارع الزاوي يحدد قيمة التسارع العرضي. وبشكل أكثر دقة، فإن التسارع العرضي يساوي التسارع الزاوي مضروبًا في نصف قطر مسار الحركة الدائرية.

$a_t=\alpha\cdot r$

ذهب:

$a_t$

هو التسارع العرضي.
$\alpha$

هو التسارع الزاوي.
$r$

هو نصف قطر مسار الحركة الدائرية.

➤ انظر: ما هو التسارع الزاوي؟

التسارع العرضي والتسارع المركزي

التسارع العرضي والتسارع الجاذب المركزي هما المكونان المتجهان لتسارع الجسم الذي يصف الحركة الدائرية.

الفرق بين التسارع العرضي (أو التسارع الخطي) وتسارع الجذب المركزي (أو التسارع العادي) هو أن التسارع العرضي يكون مماسًا لمسار الحركة الدائرية، بينما يشير تسارع الجذب المركزي نحو مركز المسار الدائري.

بالإضافة إلى ذلك، فإن التسارع العرضي يغير سعة سرعة الجسم المتحرك الذي يقوم بالحركة الدائرية، بينما يغير التسارع المركزي اتجاه سرعة الجسم المتحرك.

➤ انظر: التسارع المركزي (أو التسارع العادي)

ما هو التسارع العرضي (أو التسارع الخطي)؟

صيغة التسارع العرضي

مثال لحساب التسارع العرضي

التسارع العرضي والتسارع الزاوي

التسارع العرضي والتسارع المركزي

اترك تعليقا إلغاء الرد