قانون التسارع

قوانين حساب التسارع

يُعرف التسارع (Acceleration) بأنه مقدار التغير في سرعة جسم ما، وبحسب قانون نيوتن الثاني فإن تسارع الجسم يتناسب طرديًا مع مجموع القوة المحصلة المؤثرة عليه وعكسيًا مع كتلته، ويقاس التسارع بجهاز مقياس التسارع (accelerometer)، أما رياضيًا فيمكن حساب التسارع باستخدام عدة قوانين متخصصة، سنأتي على ذكرها فيما يلي:

القانون الأول: ينص على أن:
- Acceleration = Change in Velocity / Change in Time؛ وبالرموز: a = ∆v / ∆t
- التسارع = التغير في السرعة / التغير في الزمن؛ وبالرموز: ت = ∆ع / ∆ز، حيث أن:
- ت: التسارع يقاس بوحدة م/ث².
- ∆ع: التغير في السرعة يقاس بوحدة م/ث.
- ∆ز: التغير في الزمن يقاس بوحدة ث.
القانون الثاني: اشتق من القانون الأول للتسارع، وينص على أن:
- Acceleration = 2 × (Change in Distance - Initial Velocity × Change in Time) / (Change in Time)²، وبالرموز: a = 2 × (Δd - v_i × Δt) / Δt²
- التسارع = 2 × (التغير في المسافة - السرعة الابتدائية × التغير في الزمن) / (التغير في الزمن)²، وبالرموز: ت = 2 × (Δف - ع₀× Δز) / Δز²، حيث أن:
- ت: التسارع يقاس بوحدة م/ث².
- Δف: التغير في المسافة يقاس بوحدة م.
- ع₀: السرعة الابتدائية تقاس بوحدة م/ث.
- Δز: التغير في الزمن يقاس بوحدة ث.
القانون الثالث: توصل إليه العالم إسحاق نيوتن ويُطلق عليه أيضًا اسم قانون نيوتن الثاني، وينص على أن:
- Acceleration = Force / Mass، وبالرموز: a = F / m
- التسارع = محصلة القوى المؤثرة على الجسم / كتلة الجسم، وبالرموز: ت = ق / ك، حيث أن:
- ت: التسارع يقاس بوحدة م/ث².
- ق: محصلة القوى المؤثرة على الجسم تقاس بوحدة نيوتن.
- ك: الكتلة تقاس بوحدة كغم.

حالات التسارع

قيمة التسارع تأتي ضمن 3 حالات رئيسية، كما هي موضحة أدناه:

الموجب: عند تسارع الجسم باتجاه حركته، وهو ما يؤدي إلى زيادة سرعته مع مرور الزمن، مثل هبوب الريح بنفس اتجاه حركة طائر في السماء فتزداد سرعته تبعًا لذلك.
الصفر: عند ثبات تسارع الجسم إما بسبب سكونه أو ثبات سرعته مع مرور الزمن.
السالب: عند تسارع الجسم بعكس اتجاه حركته، وهو ما يؤدي إلى تناقص سرعته مع مرور الزمن، مثل هبوب الريح بعكس اتجاه حركة طائر في السماء فتتناقص سرعته تبعًا لذلك.

تدريبات على قوانين التسارع

فيما يلي تدريبات على قوانين التسارع:

حساب مقدار التسارع وفق القانون الأول

بدأت سمكة قرش بملاحقة فريستها من حالة السكون حتى وصلت إلى سرعة 12 م/ ث خلال زمن قدره 3 ثوان، ما هو تسارع سمكة القرش؟

كتابة القانون، التسارع = التغير في السرعة / التغير في الزمن؛ وبالرموز: ت = ∆ع / ∆ز
تعويض المعطيات، التسارع = (12-0) / (3-0)
إيجاد الناتج، التسارع = 4 م/ث²

حساب مقدار التسارع وفق القانون الثالث

ما هو تسارع جسم كتلته 10 غ أثرت عليه قوة بمقدار50 نيوتن؟

كتابة القانون، التسارع = محصلة القوى المؤثرة على الجسم / كتلة الجسم، وبالرموز: ت = ق / ك
تحويل وحدة الكتلة من غ إلى كغم، 10 / 100 = 0.1
تعويض المعطيات، التسارع = 50 / 0.1
إيجاد الناتج، التسارع = 500 م/ث²

حساب مقدار الزمن

كم مقدار الزمن الذي تحتاج خلاله سيارة ما إلى التسارع بمقدار 10 م/ث²، إذا علمت أنها بدأت حركتها من السكون حتى وصلت سرعتها إلى 100 كم/ساعة؟

كتابة القانون، التسارع = التغير في السرعة / التغير في الزمن؛ وبالرموز: ت = ∆ع / ∆ز
تحويل وحدة السرعة من كم/ساعة إلى م/ث، 1 كم = 1000 م، والساعة الواحدة = 3600 ث، إذًا 100 كم/ساعة = (100 × 1000)/(1 × 3600) = 27.78 م/ث
تعويض المعطيات، 10 = (27.78-0) / الزمن
إيجاد الناتج، الزمن = 2.78 ث

حساب مقدار المسافة

ما مقدار المسافة التي قطعها جسم بدأ حركته بسرعة 40 م/ ث، ثم تسارع بمقدار 5 م/ث² خلال زمن قدره 10 ثواني؟

كتابة القانون، التسارع = 2 × (التغير في المسافة - السرعة الابتدائية × التغير في الزمن) / (التغير في الزمن)²، وبالرموز: ت = 2 × (Δف - ع₀× Δز) / Δز²
تعويض المعطيات، 5 = 2 × (المسافة - 40 × 10) / (10)²
إيجاد الناتج، المسافة = 650 م

حساب مقدار السرعة

يطير صقر بسرعة 34 م/ ث، هبّت رياح قللت من سرعته ما قدره 8 م/ث²، ما السرعة التي يطير بها الصقر بعد هبوب الرياح لمدة 3 ثواني؟

كتابة القانون، التسارع = التغير في السرعة / التغير في الزمن؛ وبالرموز: ت = ∆ع / ∆ز
تعويض المعطيات مع الانتباه أن قيمة السرعة الابتدائية سالبة لأن السرعة تتناقص، 8 = (ع₁- (-34)) / (3-0)
إيجاد الناتج، ع₁= -10 م/ث
لكن بما أن السرعة لا يجوز أن تكون سالبة، إنما تُوضع هنا الإشارة فقط للدلالة على اتجاه الحركة، ذلك أن سرعة الصقر التي وصل إليها بعد هبوب الرياح هي 10 م/ ث.

يعرف التسارع بأنه تغير سرعة الجسم خلال فترة زمينة معينة ضمن مسافة محددة، وله عدة قوانين واشتقاقات يمكن اللجوء إليها لحساب قيمته، ومن ضمنها قانون نيوتن الثاني المتعلق بحساب السرعة والتسارع بالنسبة لكتلة الجسم والقوى المؤثرة عليه، أما عن تطبيقات التسارع فإنها تدخل في جميع نواحي الحياة، ولذلك طورت العديد من الأجهزة التي تستخدم يوميًا لقياس التسارع، أبرزها هو جهاز مقياس التسارع.

2023-12-1722تعليم

مزيد من المشاركات

علاج نقص النمو عند الأطفال

علاج نقص النمو عند الأطفال يهدف علاج نقص النمو ، أو فشل النمو، أو فشل الازدهار، أو تعثُّر الوزن، أو الوزن المتعثِّر عند الأطفال إلى معالجة المشاكل الأساسيَّة في تغذية الطفل ، وضمان حصوله على السُّعرات الحراريَّة التي يحتاجها جسمه للنموِّ، وعادة يمكن إجراء العلاج في المنزل إلى جانب زيارة الطبيب بانتظام، وتجب الإشارة إلى عدم وجود فترة زمنيَّة واضحة للعلاج، فقد يستغرق الأمر شهوراً عدَّة ليصبح وزن الطفل ضمن نطاق الوزن الصحِّي لمن هم في مثل عمره. العوامل التي يعتمد عليها علاج نقص النمو عند الأطفال

طرق تعليم الحروف العربية للأطفال

تعليم الحروف العربية للأطفال إن الأطفال هم جيل المستقبل وهم الذين سيقومون بتطوير مجتمعاتهم والرقي بها عندما يكبرون، لذلك لا بد من تعليمهم وتأسيسهم بطُرق بسيطة وسهلة تجعلهم يُحبون التعليم ويقدمون على إكماله، ومن أهم المواد التعليمية التي يجب التركيز عليها هي اللغة العربية التي تتضمن مجموعة من الحروف والكلمات والقواعد والنحو والصرف. الحروف باللغة العربية هي أول ما يتعلمه الطفل، حيث تُعتبر من أبسط الأمور باللغة، والتي تكون مناسبة لطفل يتراوح عمره بين أربع و سبع سنوات، وبعد أن يتعدى ذلك العمر تبدأ

كيف أسمن بسرعة للرجال

كيف يمكن زيادة الوزن بسرعة للرجال؟ توجد العديد من النصائح الّتي يمكنها أن تساعد على زيادة الوزن في حالات الوزن الأقل من الطبيعيّ سواءً كان ذلك للرجال أو للنساء،لكن يجب التنويه إلى أنّ سرعة كسب الوزن المناسبة للشخص تختلف بحسب حالته وطبيعة جسمه، ومن أهم هذه النصائح الّتي يوصى باتّباعها: تناول الأطعمة الغنية بالعناصر الغذائية من المهم اتّباع نظام غذائي صحي حتّى عند الرغبة بكسب الوزن، ويكون ذلك من خلال تناول الأطعمة الغنية بالكربوهيدرات المحضّرة من الحبوب الكاملة، بما في ذلك الخبز، والمعكرونة،

موضوع عن الطرق والمواصلات

الطرق والمواصلات تطور طرق النقل ووسائل المواصلات موازٍ لتطور الحضارة الإنسانية بشكل واضح، حيث استطاع الإنسان من خلال التطور التحول من بذل المجهود الشاق في الوصول من مكان إلى آخر أو نقل البضائع عبر البلاد إلى الرفاهية التامة في التنقل حول العالم من خلال تطوير وسائل نقل حديثة ومجهزة بأنظمة أمان عالية وشبكات من الطرق المختلفة التي تسمح بتسيير النقل والتواصل بين مختلف الجهات بسهولة ويسر، وأخذ التطور عدة أشكال، فتطورت الطرق البرية بتطوير السيارات ، والقاطرات المختلفة، وتمّ تحديد طرق للملاحة

كيف أتغلب على الوسواس

الوسواس الوسواس مرضٌ يُصيب الإنسان في مراحل عمريّةً متعددةً، فهناك من يُصاب به في سِن العاشرة، ثُمّ يختفي ويعود للظهور في مرحلة المُراهقة وخاصةً عند التعرض لموقفٍ يُجدد من نشاط هذا المرض، وهناك ما يُصاب به في مرحلة المراهقة وهو من أخطر الإصابات بهذا المرض إذ تجتمع على الشخص اضطرابات الوسواس مع اضطرابات المراهقة وما يُصاحبها من تغييرات فسيولوجيّةٍ ونفسيّةٍ. أشكال الوسواس ومن اشكال الوسواس : وسواس ناتج عن الشيطان، إذ يؤثّر الشيطان على بعض الأمور خاصة في اداء العبادات مثل عدد الركعات والوضوء،

خاتمة بحث عن الأمن السيبراني

خاتمة بحث عن أهمية الأمن السيبراني في الختام، لا بدّ من الوعي بأهمية تخصص الأمن السيبراني؛ خاصة أنه واحد من التخصصات المهتمة بممارسة الدفاع عن أجهزة الحواسيب وأجهزة الهواتف المحمولة، و حماية البيانات من أي تجسس أو هجمات خارجية، لأنّ هذا يُسبب اختراق للخصوصية وضياع للمعلومات وابتزاز للأشخاص. لهذا فإنّ تخصص الأمن السيبراني مهم جدًا إذ إنه يشكل مصدر الأمان لكل وسائل التكنولوجيا، والوعي بأهميته يُساهم في معرفة الناس أساليب الحماية الضرورية لمعلوماتهم والتي عليهم القيام بها. خاتمة بحث عن مستقبل

فوائد اللعب مع الأطفال

اللعب مع الأطفال يمضي الطفل أغلب وقته في اللعب، وقد يعتقد بعض الآباء أنّها الوسيلة الوحيدة التي يستطيع من خلالها الطفل أن يسلّي نفسه إلا أنّ للعب أهمية في نموّ الطفل، وجعله صحيحاً نفسياً وقادراً على تطوير مجتمعه والارتقاء به، ويمكن أنّ نلاحظ اهتمام الكثير من علماء النفس والتربية باللعب مع الأطفال ومراقبتهم أثناء لعبهم، بهدف التعرّف على أهمية اللعب لهم في مختلف جوانب حياتهم ضمن كافّة المراحل العمرية التي يمرّون بها. فوائد اللعب مع الأطفال من الناحية التربوية يساهم اللعب في تربية الأطفال وصقل

ما هو الجاثوم وكيفية التخلص منه

الجاثوم الجاثوم، أو الجافون، أو شلل النوم (بالإنجليزية: Sleep paralysis) هو الحالة التي تتمثل بفقدان الإنسان القدرة على الكلام والتحكم بعضلاته الإرادية في الوقت الذي يبدأ فيه بالنوم أو في بداية استيقاظه من النوم، وفي الواقع فإنّ الجسم يكون مشلولًا أثناء النوم، وهذا الأمر طبيعي للغاية، إذ يحول دون تحرك الإنسان أثناء نومه أو قيامه بتصرفات قد تُعرّضه للخطر، وأمّا ما يُقصد بالجاثوم أو شلل النوم فهو استيقاظ العقل مع شلل الجسم في الفترة التي تفصل بين النوم والاستيقاظ، فيشعر المصاب بعدم القدرة على