الفرق بين السرعة المتوسطة والسرعة المتجهة المتوسطة في المفهوم
يُمكن التفريق بين مفهوم السرعة المتوسطة ومفهوم السرعة المتجهة المتوسطة على النحو الآتي:
مفهوم السرعة المتوسطة
السرعة القياسيّة المتوسطة أو السرعة المتوسطة (Average Speed) هي معدّل تغير المسار الفعليّ لحركة الجسم (المسافة) مقسومًا على الزّمن الكلي للحركة (Δز)، ووحدة قياسها هي م/ث، وبما أنّ كمية قياسيّة فهي لا تُعبر عن اتجاه الحركة وإنّما تصف حركة الجسم بأنّه يتحرك بسرعةٍ أو ببطء.
فإذا كان مقدار السّرعة المتوسطة كبير، فإنّ هذا يعني أنّ الجسم يقطع مسافةً كبيرة خلال وحدة الزمن، أمّا إذا كان مقدارها قليلاً؛ فهذا يعني أنّ الجسم يقطع مسافةً صغيرة خلال وحدة الزمن، وإذا كانت صفرًا فإنّ الجسم ساكنٌ ولا يتحرّك.
مفهوم السرعة المتجهة المتوسطة
يُشار إلى السّرعة المتجهة المتوسطة للجسم (Average Velocity) بأنها معدّل التغير في إزاحة الجسم (س) مقسومةً على الزمن اللازم لحدوث تلك الإزاحة (Δز)، وهي كمية متجهة يُمكن أن تكون سالبة أو موجبة أو صفر.
فإذا تحرّك الجسم للخلف ستكون إشارة السرعة المتجهة المتوسطة سالبة حتّى وإن كان يتحرك بسرعة كبيرة، أمّا إذا تحرك الجسم للأمام ستكون إشارتها موجبة، ويعتمد مقدراها على بعد الجسم عن النقطة المرجعيّة، وإذا تحرك الجسم للأمام عدّة خطوات ثمّ عاد إلى الخلف قاطعًا نفس عدد الخطوات فإنّ السرعة المتجهة المتوسطة تكون صفر؛ لأنّ الجسم عند نهاية الحركة كان في نقطة البداية.
الفرق بين السرعة المتوسطة والسرعة المتجهة المتوسطة في القانون
قانون السرعة المتوسطة
يُمكن التعبير عن قانون السرعة المتوسطة على النحو الآتي:
السرعة المتوسطة= المسافة / الزمن
وبالرموز:
ع= ف/ Δز
حيثُ إنّ:
- ع: السرعة المتوسطة وتُقاس بوحدة م/ث.
- ف: المسافة التي قطعها الجسم، وتُقاس بوحدة م.
- Δز: الزمن المستغرق لقطع المسافة، ويُقاس بوحدة ثانية.
قانون السرعة المتجهة المتوسطة
يُمكن التعبير عن قانون السرعة المتوسطة على النحو الآتي:
السرعة المتجهة= الإزاحة / الزمن الكليّ
وبالرموز:
ع = Δس/ Δز
حيثُ إنّ:
- ع: السرعة المتوسطة وتُقاس بوحدة م/ث.
- Δس: المسافة التي قطعها الجسم، وتُقاس بوحدة م.
- Δز: الزمن المستغرق لقطع المسافة، ويُقاس بوحدة ثانية.
أمثلة على حساب السرعة المتوسطة والسرعة المتجهة المتوسطة
أمثلة على السرعة المتوسطة
مثال: قطع شخص بدراجته مسافة 645م في مدة زمنية مقدارها 86ث، فما هي سرعته القياسيّة المتوسطة؟
الحل:
- طبّق قانون السرعة المتوسطة الآتي:
- السرعة المتوسطة= المسافة / الزمن
- السرعة المتوسطة= 645/86
- السرعة المتوسطة = 7.5م/ث
أمثلة على السرعة المتجهة المتوسطة
مثال: وضعت لعبة سيارة على محور السيناتتعلى بعد 2م من نقطة الأصل في الاتجاه الموجب، ثم حركت في الاتجاه السالب فأصبحت على بعد 6م، إذا كان الزمن الكلي للحركة هو 16ث، فكم تساوي السرعة المتجهة المتوسطة؟
الحل:
- جد الإزاحة بالقانون الآتي:
- الإزاحة= س 2 - س 1
- الإزاحة = -6-2
- الإزاحة =-8 م
- طبّق قانون السرعة المتجهة الآتي:
- السرعة المتجهة= الإزاحة / الزمن الكليّ
- السرعة المتجهة = -8/16
- السرعة المتجهة =-0.5 م/ث
