أنواع السرعة

أنواع السرعة

تصف السرعة المسافات التي تقطعها الأجسام في زمن معين، وتعد السرعة قيمة متجهة، إذ توصف بعدد واتجاه عند حسابها، وفيما يأتي أنواع السرعة المختلفة:

السرعة المنتظمة

تعبر السرعة المنتظمة عن سرعة الأجسام التي تقطع مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية أثناء حركتها، ولذلك فإن الأجسام التي تتحرك بهذه الطريقة تكون القيمة العددية لسرعتها واتجاه هذه السرعة ثابتين في أية لحظة.

تنطبق السرعة المنتظمة فقط على الأجسام التي تتحرك بخط مستقيم وسرعة ثابتة، وتعد بعض الأجسام الفضائية الموجودة خارج النظام الشمسي والتي لا تتعرض لقوى مؤثرة خارجية مثالًا على السرعة المنتظمة، ويمكن قياس السرعة المنتظمة بالاعتماد على القانون الآتي:

السرعة = الإزاحة / الفترة الزمنية

السرعة المتغيرة

تعبر السرعة المتغيرة عن الأجسام المتحركة ذات السرعة التي تختلف في النقاط المختلفة على طول مسار حركتها، سواء كان الاختلاف في اتجاه لسرعة أو القيمة العددية لها أو الاثنين معًا، إذ قد يتغير اتجاه الحركة أو قد يقطع الجسم مسافات غير متساوية في فترات زمنية متساوية أو العكس.

يقاس مقدار التغير في هذه السرعة بالتسارع ، وتعد المذنبات والكويكبات من الأمثلة على أجسام تتحرك بسرعة متغيرة لأن سرعتها أو اتجاهها تتغير بفعل الجاذبية .

السرعة اللحظية

تعبر السرعة اللحظية عن متوسط السرعة بين نقطتين على طريق مسير الجسم إذا كانت الفترة الزمنية بين هاتين النقطتين تقترب من الصفر، حيث إن التقليل الكبير في الفترة الزمنية المستخدمة يجعل من الجسم عديم التسارع خلال تلك الفترة، ويمكن قياس السرعة اللحظية للأجسام بالاعتماد على القانون الآتي:

السرعة اللحظية = نهــــا [(ف(ز Δز) - ف(ز)) / Δز] ..... عندما Δز تؤول إلى الصفر.

السرعة اللحظية = د ف(ز) / دز

بحيث تعبر:

• ف: المسافة
• ز: الزمن
• Δز: مقدار التغير في الزمن
• نهــــا: النهاية
• د ف(ز) / دز: مشتقة المسافة بالنسبة للزمن

السرعة الحدية

هي نوع خاص من السرعات يعنى بالسرعة الثابتة التي يسير بها جسم يسقط بحرية داخل غاز أو سائل، إذ إن الجسم الذي يسقط من السكون سيزيد من سرعته إلى أن يصل إلى السرعة الحدية، بينما سيتبطأ الجسم المطلق بسرعة أعلى من سرعته الحدية إلى أن يصل لها، ولذلك فإن الجسم يحقق السرعة الحدية عندما يصبح تسارع صفر.

من الأمثلة على الأجسام التي تتحرك بسرعة حدية؛ المظليين وقطرات المطر.

السرعة المتوسطة

تعرف السرعة المتوسطة بأنها مقدار التغير في الموضع (الإزاحة) الحاصل في فترة معينة من الزمن، والتي تكون موجبة أو سالبة بالاعتماد على إشارة الإزاحة، ويمكن حساب السرعة المتوسطة من خلال القانون الآتي:

السرعة المتوسطة = (الموضع النهائي - الموضع الابتدائي) / (الزمن النهائي - الزمن الابتدائي)

السرعة الزاوية

تعرف السرعة الزاوية بأنها السرعة الناجمة عن حركة جسم حول مركز أو نقطة معينة في فترة زمنية ما، وتقاس هذه السرعة بوحدة راديان لكل ثانية لأنها تقيس التغير في الزاوية في وحدة الزمن، كما أن السرعة الزاوية تعرف أيضًا باسم السرعة الدورانية.