مفهوم السرعة المنتظمة
تُعرّف السرعة المنتظمة (بالإنجليزية: Uniform Velocity) بأنّها حركة الجسم الثابتة؛ أي أنّ الجسم يقطع مسافة متساوية خلال فترة زمنية متساوية دون أن يُغير من اتجاه حركته، ومن الأمثلة على الأجسام التي تمتلك سرعة منتظمة: دوران الأرض حول نفسها، دوران القمر حول الأرض ، دوران عقارب الساعة.
تُعد السرعة كمية متجهة؛ لها مقدار واتجاه وبالتالي تتغير السرعة عندما يتغير مقدارها أو اتجاهها أو كليهما معًا، وعندما يكون للجسم سرعة منتظمة هذا يعني أنّ مقدار سرعته واتجاه حركته تبقى ثابتة على طول المسار الذي يتحرك خلاله.
كيفية حساب السرعة المنتظمة
يُعبر عن العلاقة بين المسافة التي يقطعها الجسم خلال فترة زمنية معينة بالصيغة الرياضية الآتية:
السرعة المنتظمة = المسافة / الزمن
وبالرموز:
ع = ف / ز
وبالإنجليزية:
V = d / t
حيث إنّ:
- ع (V): السرعة المنتظمة لجسم ما، وتُقاس بوحدة م/ث.
- ف (d): المسافة الثابتة التي يقطعها الجسم، وتُقاس بوحدة م.
- ز (t): الفترة الزمنية الثابتة التي يقطعها الجسم، وتُقاس بوحدة ث.
أمثلة على حساب السرعة المنتظمة
ندرج فيما يأتي أمثلة على حساب السرعة المنتظمة:
حساب السرعة المنتظمة
قطعت سيارة تسير بسرعة منتظمة مسافة 1600م خلال 60 ثانية، ما هي سرعة السيارة؟
الحل:
المسافة = 1600م
الزمن = 60 ثانية
- عوض المعطيات في قانون السرعة المنتظمة لإيجاد مقدار السرعة على النحو الآتي:
السرعة المنتظمة = المسافة / الزمن
السرعة المنتظمة = 1600 / 60
السرعة المنتظمة = 26.66 م/ث
حساب الزمن المستغرق لقطع مسافة معينة
ما هو الزمن المستغرق لقطع مسافة 1450 م لقطار يسير بسرعة منتظمة مقدارها 30 م/ث؟
الحل:
المسافة = 1450م
السرعة المنتظمة = 30 م/ث
- تعوض المعطيات في قانون السرعة المنتظمة لإيجاد الزمن المستغرق على النحو الآتي:
السرعة المنتظمة = المسافة / الزمن
30 = 1450 / الزمن
الزمن = 48.33 ث
حساب المسافة المقطوعة خلال فترة زمنية محددة
دراجة نارية تسير بسرعة منتظمة إذا علمتَ بأنّها قطعت مسافة 500 م خلال 45 ثانية، وقطعت مسافة (2 س) م خلال 130 ثانية، أوجد قيمة س.
الحل:
المسافة الأولى = 500 م
الزمن الأول = 45 ثانية
المسافة الثانية = 2 س م
الزمن الثاني = 130 ثانية
- بما أنّ سرعة الدراجة منتظمة فإنّ سرعتها ستبقى ثابتة على طول المسار وبالتالي فإنّه يُمكن إيجاد قيمة س من خلال إيجاد السرعة باستخدام المسافة والزمن الأول ثم تعويض قيمة هذه السرعة لإيجاد المسافة المقطوعة، وذلك على النحو الآتي:
السرعة المنتظمة = المسافة / الزمن
السرعة المنتظمة = 500 / 45
السرعة المنتظمة = 11.11 م/ث
- عوض السرعة في القانون لإيجاد قيمة س:
السرعة المنتظمة = المسافة / الزمن
11.11 = 2 س / 130
2 س = 130 × 11.11
2 س = 1444.3
س = 722.15 م
