ما هو تسارع الجسد وصيغته

عندما نتحدث عن إزاحة الجسم ، بشكل عام ، نشير دائمًا إلى سرعة إزاحتها ، ولكن المفهوم المهم عند تحديد إزاحة الأجسام هو مفهوم التسارع. إن تسارع الجسم هو مقدار مادي يشير إلى تباين السرعة فيما يتعلق بالوقت ومن المناسب معرفته لأغراض عديدة.

في هذا الدرس من المعلم نحدد ما هو التسارع وصيغته. إذا كنت ترغب في معرفة ذلك ، فسنشرح لك ذلك في المقالة التالية!

في الفيزياء ، عجلة الجسم هي الكمية التي لها اتجاه وكذلك سرعة جسم ما (حجم متجه) ويشير إلى تغير السرعة التي يتعرض لها الجسم في إزاحته كدالة للوقت الذي يقضيه عليه. لتمثيل تسارع كائن ما ، نقوم بذلك عن طريق الحرف أ وفي النظام الدولي ، تكون وحدات قياسه هي متر في الثانية تربيع (م / ث²).

هناك وحدة تسارع أخرى ، تسمى النظام cegesimal للوحدات أو CGS ، وهي أقل استخدامًا بكثير فتاه تكريما لجاليليو. قياس ينشأ من تطبيق السنتيمتر بدلاً من المتر كمقياس للمسافات. في هذا النظام ، يخضع الجسم لتسارع 1 جالون إذا انتقل في ثانية واحدة من السكون إلى التحرك بسرعة 1 سم / ث. وبالتالي، 1 غال يساوي 1 سم / ثانية² = 0.01 م / ث².

إسحاق نيوتن والتسارع

يعود أصل مفهوم التسارع إلى الافتراضات المتعلقة بميكانيكا

إسحاق نيوتن، الذي كان أحد مؤسسيها ، ويخبرنا أن أي كائن أو جسم سيظل دائمًا مستقيماً و موحد ، بشرط ألا تؤثر أي قوة أخرى على تسارعه ، ولا تتسبب في انحناء مساره.

وبالتالي، لا يمكن لأي جسم متحرك أو جسم متحرك تغيير سرعته إلا إذا أثرت عليه قوة مما يؤدي إلى تسارعه. نظرًا لأننا نتحدث عن كميات متجهة لها اتجاه ، فإن هذه السرعة ستزداد إذا كانت القوة عند تطبيقه يتم توجيهه في نفس اتجاه اتجاه الإزاحة ، وفي هذه الحالة نتحدث عن التسارع إيجابي. على العكس من ذلك ، ستنخفض السرعة إذا تم توجيه القوة المؤثرة في الاتجاه المعاكس لاتجاه الإزاحة ، وفي هذه الحالة ، نتحدث عن تسارع سالب.

في الميكانيكا الكلاسيكية يتم تعريف التسارع على أنه الاختلاف (من خلال الزيادة والنقصان) في سرعة إزاحة الجسم لكل وحدة زمنية وها معادلة رياضية يتم التعبير عنها على النحو التالي:

أ = dv / dt

أين إلى يعبر عن التسارع ، دي في هو الاختلاف أو الاختلاف في السرعة و د هو فارق التوقيت الذي يحدث فيه الإزاحة.

إذا حللنا الصيغة قليلاً لنراها بشكل أكثر وضوحًا ، فسيتبقى لنا:

• dv = vf - السادس، حيث تمثل vf سرعة الكائن في نهاية حركته و vi هي السرعة في اللحظة الأولى. هذا التعبير هو الذي يشير إلى اتجاه التسارع ، قد يكون هناك تسارع موجب (الكائن يكتسب السرعة مع الوقت) وتسارع سلبي (يفقد الكائن سرعته مع طقس).

• dt = tf -ti، حيث يمثل tf وقت انتهاء الإزاحة و ti هو الوقت الذي يبدأ فيه الإزاحة ، وما لم يُذكر خلاف ذلك ، فهو دائمًا 0.

مفهوم آخر في الميكانيكا يؤثر على تسارع جسم ذي كتلة محددة وثابتة (م) هو ذلك هناك علاقة تناسبية بين القوة المطبقة عليها (F) والتسارع المطبق عليها (أ) والتي يتم التعبير عنها وفقًا للمعادلة التالية:

F = م. إلى

هذه الصيغة صالحة لأي نظام مرجعي وتسمح لنا بالحصول على صيغة مشتقة أخرى:

أ = F / م

وهي الصيغة التي تعبر عن قانون نيوتن الثاني أو القانون الأساسي للديناميكيات ، والذي يخبرنا أن أي جسم يتسارع إذا تم تطبيق قوة عليه.

لننتهي من فهم هذا الدرس حول ماهية التسارع وصيغته ، إليك بعضًا منها أمثلة على التسارع يومًا بعد يوم:

• طفلان يتأرجحان على أرجوحة. يتأرجح الطفل الأول بقوة قليلة وتكون تسارعه أقل ، بينما يتأرجح الطفل الثاني بقوة أكبر ويصل إلى تسارع أكبر.
• لدينا صندوقان: أحدهما يزن 15 كجم والآخر بوزن 50 كجم. إذا طبقنا نفس القوة على كلا الصندوقين ، فستصل القوة 15 إلى تسارع أكبر. إذا كان ما نريده هو أن يصل الاثنان إلى نفس السرعة ، فيجب أن نطبق مزيدًا من القوة على الصندوق الذي يبلغ وزنه 50 كجم.
• إذا كانت لدينا كرة تنس وكرة قدم وقمنا بركلهما بنفس القوة ، فإن كرة التنس ستصل إلى سرعة أكبر من كرة التنس ، لأن كتلتها أقل.
• عندما تتوقف السيارة في منتصف الطريق ويتم دفعها يدويًا من قبل السائق ، فإن تسارعها سيكون أقل مما لو قام عدة أشخاص بدفع السيارة.