ماذا تقيس السرعة المتجهة
سنقدم لك، عزيزي القارئ، في الموسوعة إجابة حول ما تقيسه السرعة المتجهة وأنواعها، وهو موضوع قد يثير دهشة البعض الذين لم يكونوا على دراية بوجود أنواع مختلفة للسرعة، ويقصد بالسرعة بشكل عام المسافة التي يتم قطعها في وقت قصير، وهو مفهوم يشمل الجميع وتم تطويره لتوضيح المقصود من السرعة.
وفي مثال يمكن من خلاله فهم سرعة توجه شخص ما إلى مكان ما سواء سيرا على الأقدام أو بواسطة السيارة، وقد استغرقت الرحلة عشر دقائق، وعند العودة بنفس الطريقة سواء سيرا أو بالسيارة، استغرقت الرحلة سبع دقائق فقط، فهذا يشير إلى أن سرعته كانت أكبر في العودة مقارنة بالذهاب.
ماذا تقيس السرعة المتجهة
تم تصنيف السرعة في حياة الإنسان اليومية إلى نوعين وكليهما يستخدم للتعبير عن أمر واحد فقط، حيث يوجد السرعة المتجهة (السرعة النسبية)، والسرعة القياسية (السرعة المطلقة) ولفهم كل منهما يفضل أولا فهم معنى الحركة الفيزيائية المرتبطة بدراسة الميكانيكا الكلاسيكية، حيث يهتم علم الحركة المعروف بالكينماتيكا بدراسة السرعة بتفصيل.
ومن خلاله تم تعريف السرعة المتجهة بأنها ما يقطعه الجسم من مسافة في وحدة زمنية، وهنا تكون الوحدة الزمنية المستخدمة هي الساعة التي تحمل قيمة متجهة واتجاه محدد يتم التركيز عليه في السرعة، ويعرف أيضا أن السرعة لها قيمة يتم قياسها بالمتر والكيلومتر والثانية، ويمكن أيضا قياس اتجاه السرعة في الرياضيات بواسطة السهم لتسهيل الحساب.
فيما يتعلق بسؤال ما يقيسه الحركة المتجهة، فإن الإجابة تشمل قياس الاتجاه والسرعة، وتحديد كلاهما
- السرعة المتجهة الثابتة: ويعنى ذلك أن جميع الأجسام لها سرعة ثابتة ومتجهة لا تتغير.
- السرعة المتجهة المتغيرة: تقاس بحركة الجسم في فترة زمنية معينة.
تعريف السرعة المتجهة
- تم تعريف السرعة المتجهة بأنها المسافة التي يقطعها الجسم في وحدة زمنية، وتعتبر قيمة متجهة، أي أنها تنحصر في اتجاه محدد. وهذه أحد الخصائص الهامة للسرعة. ومن بين الخصائص الأخرى لها أنها لها قيمة محددة يمكن قياسها بالمتر في الثانية أو بالكيلومتر في الساعة. وثانيا، يتم تمييز اتجاه السرعة باستخدام سهم في الرياضيات لجعل الحسابات أسهل.
- بناء على ذلك، فإن السرعة المتجهة تعتبر كمية فيزيائية تحتاج إلى تعبيرها بالاتجاه والمقدار. لتوضيح ذلك أكثر، سنذكر مثالا للسيارة التي تتحرك بسرعة ٥٠ كم/ساعة في اتجاه الشمال. بمعنى آخر، سرعة السيارة هي ٥٠ كم/ساعة واتجاه حركتها نحو الشمال.
- يمكن تقسيم السرعة إلى سرعة متوسطة أو لحظية. عند الحديث عن السرعة المتجهة، فإنها تشير إلى التغير في المسافة (Δف) مقسومة على الوقت الكلي (Δز). يتطلب ذلك وجود موضع ابتدائي وموضع نهائي، بالإضافة إلى الزمن الابتدائي والزمن النهائي
السرعة المتجهة اللحظية
- السرعة المتجهة اللحظية تعني سرعة الجسم في لحظة معينة، ويمكن فهمها عن طريق تجميد الزمن وقياس سرعة الجسم في تلك اللحظة. عندما نقول “السرعة المتجهة” هنا، نشير إلى السرعة المتجهة اللحظية، أي أنها تشير إلى السرعة اللحظية للجسم. يجب أن نذكر أن السرعة اللحظية القياسية هي قيمة السرعة المتجهة في تلك الحالة وتقدر بـ ٥ متر/ثانية.
- بناء على ما تم ذكره سابقا، يتبين أن السرعة القياسية هي كمية فيزيائية تستخدم للتعبير عنها ولا تحتاج سوى إلى قيمة. وهناك نوعان من السرعة القياسية؛ السرعة المتوسطة القياسية التي يتم حسابها عن طريق تقسيم المسافة المقطوعة في رحلة ما على الزمن الكلي المستغرق في تلك الرحلة.
الفرق بين السرعة والسرعة المتجهة
- هناك فرق بين السرعة المتوسطة المتجهة والسرعة اللحظية المتجهة، حيث يتم تعريف السرعة المتوسطة بأنها القيمة المطلقة للسرعة المتجهة، بينما السرعة اللحظية هي مقدار سرعة الجسم في لحظة محددة.
- فرق السرعة عن السرعة المتجهة يمكن أن يتم التعرف عليه عند ملاحظة دوران جسم حول دائرة بسرعة ما، ولكي يكون من الممكن حساب السرعة المتوسطة أثناء الدوران، يتم قسمة الوقت المستغرق لدوران الجسم منذ بداية الدائرة.
- أما في حالة حساب السرعة المتجهة المتوسطة، فإن القيمة ستكون صفرا، حيث يتم حساب السرعة المتجهة من خلال تقسيم المسافة التي يتحركها الجسم من نقطة البداية إلى نقطة النهاية على الزمن.
- أثناء وجود الجسم في حالة دوران، يمكن ملاحظة أن نقطة البداية ونقطة النهاية هما نقطة واحدة، وفي هذه الحالة يكون الإزاحة صفرا، أما السرعة فهي المسافة التي يقطعها الجسم في وحدة زمنية ولها قيمة محددة تقاس بالمتر/الثانية أو الكيلومتر/الساعة.
وأخيرا بعد أن تناولنا إجابة ماذا تقيس السرعة المتجهة، نوضح أن هناك فرقا بين المسافة والإزاحة والسرعة. يوجد اعتقاد شائع أن المسافة والإزاحة يحملان نفس المعنى، ولكن هذا غير صحيح. المسافة هي المسافة التي يقطعها الجسم من نقطة البداية إلى نقطة النهاية، أما الإزاحة فهي المسافة التي يقطعها الجسم في مسار مستقيم بين نقطتين. وحدة قياس الإزاحة هي وحدة قياس الطول مثل السنتيمتر والكيلومتر والمتر، ويمكن أن تكون إيجابية أو سالبة. أما السرعة، فهي المسافة التي يقطعها الجسم في فترة زمنية محددة بين نقطتين.
المراجع