شرح التسارع الموجب والتسارع السالب

التسارع

تعرف العجلة أو ما يطلق عليه التسارع في الميكانيكا الكلاسيكية هو مقدار التغير في سرعة الجسم المتجهة و ذلك حسب الزمن، و قد يكون ذلك بالإشارة السالبة أو الموجبة أو حتى الصفر، و تعرف السرعة المتجهة على أنها السرعة المحددة من قبل الاتجاه و القيمة معا، يتم قياس التسارع باستخدام وحدة م/ث² متر لكل ثانية، و نجد أن للتسارع دور كبير في حياتنا فعلى سبيل المثال عندما تركب السيارة يكون تسارعها إما بشكل منتظم أو بشكل غير منتظم بالإضافة إلى أن الأشخاص الموجودة داخلها يتسارعون بنفس الطريقة و كل ذلك في فترة زمنية محددة، كما نجد أن أحد الأدلة التي تثبت وجود العجلة في حياتنا تسارع الجسم المتحرك بسبب الجاذبية الأرضية و يقدر تسارع الجاذبية الأرضية ب 9.8 م/ث² .

التسارع الموجب والتسارع السالب

نجد أن قيمة التسارع يتناسب بشكل طردي مع اتجاه الحركة، و الذي يعني أن التسارع من الممكن أن يكون موجب أو سالب و ذلك حسب التالي :

• التسارع الموجب : قيمة التسارع تكون موجبة عندما يكون اتجاه الحركة هو نفس اتجاه التسارع و هنا قيمة السرعة تزداد مع تغير الزمن .
• التسارع السالب : قيمة التسارع تكون سالبة عندما يكون اتجاه الحركة عكس اتجاه التسارع و هنا قيمة السرعة تقل مع تغير الزمن .

متى يكون التسارع صفر ؟

تكون قيمة التسارع مساوية للصفر عندما تكون قيمة السرعة ثابته بالرغم من تغير الزمن و هنا تسمى السرعة المنتظمة .

قانون العجلة

المعادلة الرياضية

يعرف التسارع في علم الرياضية على أنه التغيير الذي يصيب السرعة مع تغير الزمن، و هنا تكون وحدة القياس متر/ ثانية تربيع أي انها م/ث2، و يكون شكل قانون التسارع في المعالة الرياضية كالأتي :

a = Δ v / t     أو    ت= ∆ع / ز

مع العلم أن :

• a = هي قيمة التسارع أو العجلة .
• Δ v = هي قيمة تغير السرعة .
• t = قيمة الزمن .

 

و عندما نريد حساب الزمن نستخدم المعادلة : t = a / Δv .

و عندما نريد حساب قيمة المسافة نستخدم العلاقة : x =Vit + 1/2 a.t2

مع العلم أن :

• s = هي قيمة المسافة .
• vi = مقدار السرعة الابتدائيّة .

الفيزياء

تعرف العجلة في القانون الثاني لنيوتن كالتالي :

قانون نيوتن : m.a = F

F/m= a     أو      ت= ق/ ك

مع العلم أن :

F = هي قيمة محصّلة القوى المؤثر على الأجسام .

M = هي مقدار كتلة الجسم .

A = قيمة العجلة أو التسارع و الذي تكون إشارته موجبة أو سالبة حسب الاتجاه .

**********************************

مثال :

سيارة تتحرك في خط مستقيم و بعجلة منتظمه فإذا تغيرت السرعة من 30 كم/ساعة إلى 80 كم/ساعة خلال فترة زمنية مقدارها 10 ثوان، قم بحساب قيمة التسارع الذي تتحرك به السيارة احسب تسارع السيارة التي تتحرك بها، وبوحدة م/ث² .

الحل :

المعطيات هي :

•  التغير الأول في السرعة ( ع1 ) = 30 كم/ساعة.
• التغير الثاني في السرعة ( ع2 ) = 80 كم/ساعة.
• الزمن = 10 ثوان .

في البداية لابد من تحويل وحدة السرعة من كم/ساعة إلى م/ث و ذلك كالتالي :

ع1 = (30 * 1000) / (60*60)

ع1 = 8.33 م / ث .

ع2 = (80*1000) / (60*60)

ع2= 22.22 م/ث.

و الآن نقوم بالتعويض في قانون العجلة :  ت= ∆ع / ز

= (ع2-ع1) / ز

=( 22.22 – 8.33 )/ 10

= 1.389 م/ث2.