▷ ما هي أنواع التسارع المختلفة؟

تشرح هذه المقالة الأنواع المختلفة للتسارع الموجودة في الفيزياء، وستتمكن أيضًا من رؤية الصيغ الخاصة بجميع أنواع التسارع.

ما هي أنواع التسارع؟

أنواع التسارع المختلفة هي:

متوسط التسارع
تسارع فوري
تسارع الجاذبية
العجله عرضية
التسارع الزاوي

فيما يلي شرح لكل نوع من أنواع التسارع بمزيد من التفاصيل ويوضح أيضًا كيفية حساب كل نوع من أنواع التسارع.

متوسط التسارع

التسارع المتوسط هو التسارع الذي كان سيتحرك به الجسم المتحرك لو تحرك بتسارع ثابت على طول المسار.

متوسط التسارع يساوي التغير في السرعة مقسومًا على الفترة الزمنية المنقضية. ولذلك، لحساب التسارع المتوسط، يجب قسمة الفرق بين السرعة النهائية والسرعة الأولية على الفرق بين اللحظة النهائية والسرعة الأولية. باختصار، صيغة حساب متوسط التسارع هي:

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

ذهب:

$a_m$

هو متوسط 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.

➤ انظر: مثال لحساب متوسط التسارع

تسارع فوري

التسارع اللحظي هو التسارع الذي يحدث للجسم عند لحظة معينة. وبالتالي، فإن التسارع اللحظي لجسم يمكن أن يتغير في كل لحظة.

رياضيا، يتم تعريف التسارع اللحظي بأنه نهاية متوسط التسارع عندما يقترب الفاصل الزمني من الصفر. ومن ثم، فإن التسارع اللحظي يساوي مشتقة متجه السرعة اللحظية بالنسبة إلى الزمن.

لذلك، فإن صيغة حساب هذا النوع من التسارع هي كما يلي:

$\displaystyle \vv{a_i}=\lim_{\Delta t\to 0}\vv{a_m}=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta \vv{v_i}}{\ Delta t}=\frac{d\vv{v_i}}{dt}$

ذهب:

$\vv{a_i}$

هو ناقل التسارع اللحظي.
$\vv{a_m}$

هو متوسط ناقل التسارع.
$\Delta \vv{v_i}$

هو ناقل السرعة اللحظية.
$\Delta t$

هي الفترة الزمنية التي تتجه نحو الصفر، أي فترة زمنية صغيرة بلا حدود.
$\cfrac{d\vv{v_i}}{dt}$

هو مشتق متجه السرعة اللحظية بالنسبة للزمن.

➤ انظر: مثال لحساب التسارع اللحظي

تسارع الجاذبية

التسارع المركزي ، ويسمى أيضًا التسارع العادي أو التسارع الشعاعي ، هو التسارع الناتج عن التغير في اتجاه سرعة الجسم الذي يصف الحركة الدائرية. وبالتالي فإن التسارع المركزي هو المكون المتجه لتسارع الجسم المتحرك مما يجعله يتبع مسارًا دائريًا.

يكون التسارع المركزي متعامدًا مع سرعة الجسم المتحرك ويشير نحو مركز الحركة الدائرية.

إيجاد الصيغة لهذا النوع من التسارع هو:

$a_c=\cfrac{v_t^2}{r}=\omega^2 \cdot r$

ذهب:

$a_c$

هو تسارع الجاذبية المركزية.
$v_t$

هي السرعة العرضية.
$r$

هو نصف قطر مسار الحركة الدائرية.
$\omega$

هي السرعة الزاوية.

➤ انظر: مثال لحساب تسارع الجاذبية المركزية

العجله عرضية

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

التسارع العرضي والتسارع الجاذب المركزي هما المكونان المتجهان لتسريع الجهاز المحمول الذي يصف الحركة الدائرية. والفرق بين هذين النوعين من التسارع هو أن التسارع العرضي يغير مقدار سرعة المتحرك، بينما التسارع المركزي يغير اتجاه سرعة المتحرك.

وبالتالي فإن صيغة تحديد قيمة هذا النوع من التسارع هي كما يلي:

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

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.

➤ انظر: مثال لحساب التسارع العرضي

التسارع الزاوي

التسارع الزاوي هو مقياس يحدد تسارع دوران الجسم. ولذلك، يشير التسارع الزاوي إلى التغير في السرعة الزاوية لجسم ما.

على عكس أنواع التسارع التي رأيناها سابقًا، يشير التسارع الزاوي إلى تسارع الحركة الدوارة، أي أنه يمثل التغير في سرعة الدوران. ومن ناحية أخرى، تمثل الأنواع الأخرى من التسارع تغيرًا في السرعة الأمامية.

يتم حساب هذا النوع من التسارع باستخدام الصيغة التالية:

$\alpha=\cfrac{\Delta\omega}{\Delta t}=\cfrac{\omega_f-\omega_i}{t_f-t_i}$

ذهب:

$\alpha$

هو التسارع الزاوي.
$\Delta \omega$

هو التغير في السرعة الزاوية.
$\Delta t$

هو الاختلاف الزمني.
$\omega_f$

هي السرعة الزاوية النهائية.
$\omega_i$

هي السرعة الزاوية الأولية.
$t_f$

هي اللحظة الأخيرة.
$t_i$

هي اللحظة الأولية.

أنواع الحركات حسب التسارع

ستجد أدناه جدولًا يلخص نوع الحركة التي تصف الجسم المتحرك بناءً على قيم أنواع التسارع المختلفة.

حركة	تسارع فوري	تسارع الجاذبية	العجله عرضية	التسارع الزاوي
حركة خطية موحدة	0	0	0	0
تسارع الحركة المستقيمة بشكل موحد	ثابت	0	0	0
الحركة الدائرية المنتظمة	أي ما يعادل تسارع الجاذبية المركزية	ثابت	0	0
حركة دائرية متسارعة بشكل منتظم	التسارع المركزي + التسارع العرضي	زي مُوحد	ثابت	ثابت