نكتب اليوم عن قوانين التسارع والحالات التي يكون عليها بالإضافة إلى أنواعه، حيث أن العالم الذي قام باكتشافه هو جاليليو حيث اكتشف مبدأ التسارع أو الذي يُعرف بـ العجلة، فإن هذه القوانين لها أهمية كبيرة في علم الفيزياء وهذا ما سنقوم بطرحه من خلال هذا الموضوع.
ما قانون التسارع حالاته وانواعه؟
سنقوم بتوضيح تعريف التسارع أولًا قبل معرفة قوانينه وحالاته وأنواعه، فإن هذا المصطلح في اللغة الإنجليزية يُسمى “Acceleration”، ويُعرف بمقدار التغير في سرعة جسم ما، ويتم احتسابه من خلال قانون نيوتن الثاني الذي يشير بأن تسارع الجسم يتناسب طرديًا مع إجمالي القوة المؤثرة عليه، ويتناسب عكسيًا مع كتلة هذا الجسم، ويُقاس بجهاز اسمه مقياس التسارع أو accelerometer، ورياضيًا فإن هناك بعض القوانين الذي تحسبه ومن بينها كل مما يلي:
أول قانون هو يتم احتسابه من خلال القاعدة :
- a = = ∆v / ∆t، أي Acceleration = Change in Velocity / Change in Time.
- وباللغة العربية هذا القانون هو: التسارع = تغير سرعة الجسم مقسومًا على تغير الزمن، ت = ∆ع / ∆ز.
- حيث أن ت هي التسارع ويُقاس بوحدة متر على الثانية تربيع (م/ث²).
- ∆ع هي مقدار التغير في السرعة ووحدة القياس متر على الثانية.
- ∆ز هو مقدار التغيّر في الزمن ووحدة القياس هي الثانية.
ثاني قانون مشتق من الأول والذي ينص على:
- Acceleration = 2 * (∆d – Initial Velocity * ∆t) / Δt²، ويشار إلى Initial Velocity بالرمز vi.
- وبالعربية: التسارع هو 2 * (تغير المسافة – السرعة الابتدائية * تغير الزمن) / (التغير في الزمن)².
- تُحسب بالرموز ت = 2 × (Δف – ع0 × Δز) / Δز².
- حيث أن ت هي تسارع الجسم ويقاس بوحدة متر على ثانية تربيع.
- Δف هي التغير في المسافة وتقاس بوحدة المتر.
- بينما Δز هي التغير في الزمن ويقاس بوحدة الثانية.
- ع0 هي السرعة الابتدائية ووحدتها متر على الثانية.
قانون التسارع حالاته وأنواعه مع الشرح
إن هناك العديد من الأنواع له التي تختلف بحسب قيمته والقوة التي تعتمد عليها متأثرة بحركة الجسم، وهناك نوعين منه وهما:
أولًا: تسارع منتظم – Uniform acceleration
هذا النوع قيمته لا تتغير مع مرور الوقت، بل يظل ثابتًا، ولكن ما يتغير هو سرعة الجسم، فهي تتأثر بمقدار التسارع الذي يقع على الجسم، فهو حركة الجسم في خط مستقيم مع زيادة سرعته في فترة زمنية متساوية، فقد يكون متناقص أو متزايد ولكن الزيادة والنقصان بمرور الوقت تكون ثابتة، ومثال عليه عندما يسقط جسم سقوط حر في الهواء فإنه يحدث له تسارعًا منتظمًا.
ثانيًا: تسارع غير منتظم – Non-uniform acceleration
أما هذا النوع فهو تتغير قيمته ومقداره مع مرور الوقت، فيتم احتسابه من خلال معدل التغير في سرعة جسم متحرك ما، ويُعرف بأنه قيمة التغير في السرعة على فترة زمنية متفاوتة ومختلفة، وأبرز الأمثلة عليه حركة القطارات من محطة القطار فهي تتحرك في وقت محدد.
ما هي حالات التسارع الرئيسية؟
هناك لمصطلح التسارع ثلاث حالات رئيسية وهي كالآتي:
- تسارع إيجابي: هذه الحالة يكون فيها تسارع الجسم ناحية اتجاه حركته، ومع مرور الوقت تزداد السرعة، ومثال عليها هبوب الرياح، فهي تهب في نفس اتجاه حركة الطيور إلى السماء وسرعتها تزداد وفقًا لذلك.
- تسارع صفري: أما الصفري فهي يكون الجسم فيها ثابت أو ساكن، و سرعته أيضًا مع مرور الوقت تظل ثابتة وبنفس المقدار.
- تسارع سلبي: بينما السلبي فإن حركة الجسم وتسارعها يكونا في عكس الاتجاه، وهذا السبب وراء تناقص السرعة بمرور الوقت، والمثال عليها هبوب الرياح في عكس اتجاه الطائر فإن السرعة تتناقص وفقًا لذلك.
وإلى هنا نكون وصلنا إلى آخر السطور حول موضوع اليوم بخصوص الـ acceleration وأنواعه وخصائص كل نوع وما يتسم بها، ونتمنى بأن يكون موضوعًا مفيدًا لكم و سنتطرق إلى المزيد من المصطلحات المتعلقة به في المواضيع المقبلة لكل طلاب المدارس.
