السرعة والتسارع: مفاهيم وقوانين الحركة – العلوم الفيزيائية — السنة الأولى ثانوي (جذع مشترك علوم وتكنولوجيا) — المنهاج الجزائري

السرعة والتسارع: مفاهيم وقوانين الحركة

السرعة والتسارع مفهومان أساسيان في الميكانيكا. السرعة تصف معدل تغير الموقع بالنسبة للزمن، بينما التسارع يصف معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن. فهم هذين المفهومين ضروري لتحليل حركة الأجسام في الفيزياء.

السرعة (Velocity)

السرعة هي المسافة المقطوعة في وحدة الزمن. وهي كمية متجهة (لها مقدار واتجاه).
السرعة المتوسطة: v_avg = Δx / Δt = (x₂-x₁)/(t₂-t₁).
السرعة اللحظية: سرعة الجسم عند لحظة محددة (مشتقة الموقع بالنسبة للزمن).
وحدة السرعة: متر/ثانية (m/s) أو كيلومتر/ساعة (km/h).
التحويل: 1 m/s = 3.6 km/h.

التسارع (Acceleration)

التسارع هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن. a = Δv / Δt = (v₂-v₁)/(t₂-t₁).
وحدة التسارع: m/s².
– إذا كان التسارع موجباً: السرعة تزداد (حركة متسارعة).
– إذا كان التسارع سالباً: السرعة تتناقص (حركة متباطئة – تباطؤ).
– إذا كان التسارع صفراً: السرعة ثابتة (حركة منتظمة).

العلاقة بين السرعة والتسارع

معادلات الحركة بتسارع ثابت:
v = v₀ + at (السرعة بدلالة الزمن)
x = x₀ + v₀t + ½at² (الموقع بدلالة الزمن)
v² = v₀² + 2a(x – x₀) (بدون زمن)

مثال تطبيقي

سيارة تسير بسرعة 10 m/s وتضغط على دواسة الوقود فتتسارع بمعدل 2 m/s² لمدة 5 ثوانٍ.
1. سرعتها بعد 5 ثوانٍ: v = 10 + 2×5 = 20 m/s.
2. المسافة المقطوعة في 5 ثوانٍ: x = 10×5 + ½×2×25 = 50 + 25 = 75 m.

تمارين

1. حول 90 km/h إلى m/s.
2. سيارة تزيد سرعتها من 0 إلى 25 m/s في 10 ثوانٍ. احسب تسارعها.
3. دراجة تسير بسرعة 8 m/s وتضغط على الفرامل فتتوقف بعد 4 ثوانٍ. احسب تباطؤها والمسافة التي قطعتها خلال التوقف.
4. أطلق صاروخ من السكون بتسارع 20 m/s². احسب سرعته بعد 15 ثانية.

للمزيد من الدروس العلمية، راجع درس البيئة الصحراوية: تكيفات الكائنات الحية، كما يمكنك الاطلاع على التلوث وأنواعه وتأثيره على الصحة والبيئة.