الحركة المستقيمة المنتظمة والحركة المستقيمة المتغيرة – العلوم الفيزيائية — السنة الثانية ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — المنهاج الجزائري

الحركة المستقيمة المنتظمة والحركة المستقيمة المتغيرة

الحركة المستقيمة هي حركة جسم على خط مستقيم. وهي أبسط أنواع الحركات في الميكانيكا وأساس لفهم الحركات الأكثر تعقيداً. تنقسم إلى نوعين: منتظمة (بسرعة ثابتة) ومتغيرة (بتسارع ثابت أو متغير).

الحركة المستقيمة المنتظمة (Uniform Linear Motion)

تكون الحركة منتظمة إذا تحرك الجسم بسرعة ثابتة (المقدار والاتجاه). معادلة الحركة:
x(t) = x₀ + vt
حيث x(t) الموقع عند الزمن t، x₀ الموقع الابتدائي، v السرعة الثابتة.
خصائص الحركة المنتظمة:
– المسافات المتساوية تقطع في أزمنة متساوية.
– السرعة ثابتة لا تتغير مع الزمن.
– التسارع يساوي صفراً.
– التمثيل البياني للموقع-زمن هو خط مستقيم ميله يساوي السرعة.

الحركة المستقيمة المتغيرة بانتظام (Uniformly Accelerated Motion)

تكون الحركة متغيرة بانتظام إذا تحرك الجسم بتسارع ثابت. معادلات الحركة:
v(t) = v₀ + at (السرعة بدلالة الزمن)
x(t) = x₀ + v₀t + ½at² (الموقع بدلالة الزمن)
v² – v₀² = 2a(x – x₀) (بدون زمن)
حيث v₀ السرعة الابتدائية، a التسارع الثابت.

تطبيقات: السقوط الحر (Free Fall)

السقوط الحر هو حركة جسم تحت تأثير الجاذبية فقط، بإهمال مقاومة الهواء. التسارع ثابت ويساوي g = 9.8 م/ث² نحو مركز الأرض.
معادلات السقوط الحر:
v = gt (السقوط من السكون)
h = ½gt² (ارتفاع السقوط)

مثال تطبيقي

سيارة تبدأ حركتها من السكون بتسارع ثابت 4 م/ث². احسب:
1. سرعتها بعد 5 ثوانٍ: v = v₀ + at = 0 + 4×5 = 20 م/ث.
2. المسافة المقطوعة بعد 5 ثوانٍ: x = v₀t + ½at² = 0 + ½×4×25 = 50 م.
3. الزمن اللازم لقطع مسافة 200 م: 200 = 0 + ½×4×t² → t² = 100 → t = 10 ثوانٍ.

تمارين

1. سيارة تسير بسرعة 72 كم/س. حولها إلى م/ث ثم احسب المسافة التي تقطعها في 10 ثوانٍ.
2. جسم يسقط من ارتفاع 80 متراً. بإهمال مقاومة الهواء، احسب الزمن اللازم للوصول إلى الأرض وسرعته عند الاصطدام.
3. قارن بين الحركة المنتظمة والحركة المتغيرة بانتظام من حيث السرعة والتسارع.
4. دراجة نارية تسير بسرعة 15 م/ث وتضغط على الفرامل فتتوقف بعد 5 ثوانٍ. احسب تسارعها والمسافة التي قطعتها حتى التوقف.

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