ماهي وحدة التسارع

ما هي وحدة التسارع المستخدمة في الفيزياء وما الفرق بين السرعة والتسارع لأن التسارع مصطلح فيزيائي يشير إلى معدل تغير السرعة وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن التسارع وسنشرح الفرق أيضًا بين السرعة والتسارع واذكر ما هي وحدة قياس التسارع؟

ما هو تعريف التسارع؟

التسارع (بالإنجليزية: Acceleration) هو كمية متجهة تعرف بأنها السرعة التي يتغير بها الجسم. يتسارع الجسم إذا تغيرت سرعته فقط، ولا يحدث التسارع إلا إذا كانت الحركة في نفس اتجاه القوة المحصلة، أما إذا كانت الحركة في اتجاه معاكس لحركة القوى، فإنه يحدث التباطؤ، تمامًا كما يحدث يحدث التسارع عندما تتغير سرعة الجسم المتحرك في خط مستقيم بمرور الوقت. تتغير السرعة مع مرور الوقت. هناك أمثلة كثيرة على التسارع في حياتنا، وأقرب مثال على ذلك هو تسارع الجاذبية الذي يحدث عند مغادرة الجسم. السقوط الحر هو السقوط من ارتفاع معين، فيتسارع الجسم نحو سطح الأرض، لأنه في البداية تكون سرعة الجسم صفر وعند الخروج من هناك يبدأ بزيادة السرعة تدريجيا مع مرور الوقت وعندما يصل إلى الارتفاع على سطح الأرض تعود السرعة إلى الصفر مرة أخرى، وهذا هو التغير في سرعة السرعات. هذا هو التسارع، وفي الواقع لا يحدث التسارع في الجسم إلا إذا حدث ما يلي:[1]

• التغير في السرعة: يحدث التسارع للجسم إذا تغيرت سرعته مع مرور الوقت.
• تغير الاتجاه: تحدث تسارع الجسم إذا تغير اتجاه حركته مع مرور الوقت.

ما هو الفرق بين السرعة والتسارع

في الواقع، هناك فرق كبير بين السرعة والتسارع. السرعة هي معدل التغير الذي يتحركه الجسم في وقت معين، في حين أن التسارع هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن. وأيضا كمية ثابتة، أي أن السرعة ليس لها اتجاه محدد. أما بالنسبة للتسارع فهو رائع. ثابت، وهذا يعني أن التسارع له اتجاه محدد ومحدد. لا يشترط للجسم المتحرك أن يكون له تسارع، بل يجب أن تكون له سرعة، وحركة الجسم تدل على وجود سرعة، وإذا كانت هذه السرعة ثابتة ولا تتغير مع الزمن، فلا يكون للجسم تسارع. بعض الأجسام تسارعها صفر لا يعني أن الجسم ساكن تمامًا، ولكن عندما نقول أن سرعة جسم تساوي صفرًا، فهذا يعني أن الجسم ساكن ولا يتحرك بالنسبة إليه.[2]

أنواع التسارع في الفيزياء

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التسارع الجسدي، وهذه الأنواع هي:[3]

• التسارع المنتظم: يحدث عندما يتحرك الجسم في خط مستقيم بسرعة متزايدة على فترات منتظمة، ويقال إن الجسم في تسارع منتظم، والسقوط الحر للجسم هو مثال على التسارع المنتظم.
• التسارع غير المنتظم: وهو عندما يتحرك الجسم بسرعة متزايدة، ولكن ليس على فترات منتظمة. ويعرف هذا التسارع بالتسارع العشوائي، وتعتبر حركة المركبات في الشوارع مثالاً على التسارع غير المنتظم.
• التسارع اللحظي: هو تسارع جسم معين في زمن معين قصير جداً.

التسارع الجسدي

للتسارع ثلاث حالات فيزيائية، وهذه الحالات هي:[4]

• التسارع الإيجابي: ويحدث عندما يكون اتجاه التسارع واحداً، أي أن سرعة الجسم تزداد مع مرور الوقت.
• التسارع السلبي: ويحدث عندما تتناقص السرعة مع الزمن بحيث يكون اتجاه التسارع معاكسا لاتجاه الحركة. مثال على ذلك عندما تضغط على فرامل السيارة فإنها تبطئ سرعتها تدريجياً حتى تتوقف.
• التسارع الصفري: ويحدث عندما يكون الجسم ساكناً ولا يتحرك، أو عندما تكون سرعة الجسم ثابتة ولا تتغير مع الزمن.

ما هي وحدة التسارع؟

وحدة التسارع هي متر في الثانية المربعة. وهذه الوحدة مشتقة من النظام الدولي للوحدات لأنها تتكون من وحدة طول وهي المتر، ووحدة زمنية وهي الثانية. يمكن كتابة التسارع بـ m/s²، وهذه الوحدة تعني أن الجسم يتحرك مسافة 1 متر. وهي ثانية واحدة بمعدل ثابت لتغير السرعة، والقوانين الفيزيائية لحساب التسارع هي:[5]

التسارع = التغير في الزمن / التغير في السرعة = (g2 – g1) / (p2 – p1)t = m/s²

بينما:

• T → التسارع: هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن ووحدته م/ث².
• P1 → السرعة الأولية: هي مقدار السرعة الأولية وتقاس بوحدة م/ث.
• P2 ← السرعة النهائية: هي مقدار السرعة النهائية وتقاس بوحدة م/ث.
• g1 ← الزمن الأولي: هو الزمن الذي تقاس فيه السرعة الأولية ووحدتها ث.
• g2 ← وقت الانتهاء: هو الوقت الذي تقاس فيه السرعة النهائية ووحدتها ث.

أمثلة على حساب التسارع

تستخدم المعادلات والصيغ الفيزيائية لحساب مقدار التسارع، على سبيل المثال لحساب تسارع سيارة كانت تسير بسرعة 80 كم/ساعة ثم زادت سرعتها إلى 110 كم/ساعة في فترة 20. ثانية، فطريقة حساب التسارع هي كما يلي:[5]

أولاً، تحتاج إلى تحويل km/h إلى m/s، حيث 80 km/h تساوي 22.22 مترًا/ثانية و110 كيلومتر/ساعة تساوي 30.5 مترًا/ثانية للحصول على الحل.

التسارع = التغير في الزمن / التغير في السرعة = (g2 g1) / (h2 h1)t = (g2 g1) / (30.5 22.22) بما أن الدورة 20 ثانية، فهذا يعني أن: v = 20 / ( 30.5 – 22.22 طن = 20 /( 8.28 )طن = 0.414 م/ث² تسارع السيارة = 0.414 م/ث²

وفي نهاية هذه المقالة، تعلمنا أن وحدة التسارع هي المتر لكل ثانية مربعة. لقد عرفنا أيضًا معنى مفهوم التسارع في الفيزياء. لقد أوضحنا الفرق بين التسارع والسرعة. وقد ذكرنا جميع أنواع التسارع وحالاته الفيزيائية وذكرنا مثالاً لحساب التسارع مع الخطوات التفصيلية.