محتويات
تعريف السرعة المتجهة (Velocity)
تُعرّف السرعة المتجهة بأنّها معدل التغير في موضع الجسم بالنسبة لنقطة مرجعية ما والمدة الزمنية المستغرقة لحدوث هذا التغير، وهي كمية متجهة، لذا تحتاج إلى تحديد مقدار السرعة التي يتحرّك بها الجسم، إضافةً إلى اتجاه الحركة،[١] وتتقسم السرعة المتجهة إلى نوعين رئيسيين، وهما كالآتي:
السرعة المتجهة اللحظية (Instantaneous velocity)
تُعرف السرعة المتجهة اللحظية بأنّها مقدار واتجاه سرعة الجسم عند لحظة زمنة معينة، بحيث يكون الفاصل الزمني الذي حدثت خلاله إزاحة الجسم صغيرًا جدًا ويقترب إلى الصفر.[٢]
وعند قول أنّ السرعة المتجهة اللحظية لجسمٍ ما هي 12 م/ث باتجاه الشرق، فهذا يعني بأنّها سرعة الجسم 12 م/ث عند لحظة معينة، وموقع مُحدد، وهذه ليست سرعته المتجهة عند كل المواقع التي مرّ بها الجسم.[٢]
متوسط السرعة المتجهة (Average velocity)
يُعرّف متوسط السرعة المتجهة بأنّه معدل التغير في إزاحة الجسم خلال مدة زمنية ليست قصيرة جدًا، وبالتالي لحساب متوسط السرعة المتجهة، فإنّ الجسم يجب أن يتحرّك من موضع ابتدائي إلى موضع نهائي خلال فترة زمنية، وهي معدل الفرق بين الزمن النهائي والزمن الابتدائي.[٢]
قانون السرعة المتجهة
تُعبر السرعة المتجهة عن مقدار التغير في الإزاحة مقسومًا على الوحدة الزمنية، ويُمكن تمثيلها بالصيغة الرياضية الآتية:[٣]
متوسط السرعة المتجهة = معدل التغير في الإزاحة / معدل التغير في الزمن
ومنه؛
متوسط السرعة المتجهة = (الموضع النهائي - الموضع الابتدائي)/ (الزمن النهائي - الزمن الابتدائي)
ويُمكن تمثيله بالرموز:
ع= Δف/ Δز = (ف2 - ف1)/(ز2 - ز1)
وبالإنجليزية:
(v = Δx /Δt = (x2 −x1)/ (t2 −t1
حيث أنّ:
- ع (v): متوسط السرعة المتجهة للجسم المتحرك.
- Δف (Δx): معدل التغير في إزاحة الجسم.
- Δز (Δt): معدل التغير في الفترة الزمنية التي تتحرك خلال الجسم.
- ف2 (x2): الموضع النهائي للجسم.
- ف1 (x1): الموضع الابتدائي للجسم.
- ز2 (t2): الزمن عند الموضع النهائي للجسم.
- ز1 (t1): الزمن عند الموضع الابتدائي للجسم.
وحدات قياس السرعة المتجهة
تُقاس السرعة المتجهة في أي وحدة مسافة لكل وحدة زمن، ويوضح الجدول الآتي الوحدات التي يُمكن أن تُعبر عن السرعة المتجهة:[٤]
وحدات قياس السرعة المتجهة | |
وحدات القياس الأساسية في النظام الدولي للوحدات | م/ث |
كم/ث | |
كم/ساعة | |
وحدات أخرى [١] | ميل/ساعة |
قدم/ثانية | |
الفرق بين السرعة المتجهة والسرعة القياسية
يوضح الجدول الآتي الفرق بين السرعة المتجهة والقياسية:[٥]
من حيث | السرعة المتجهة | السرعة القياسية |
التعريف | معدل تغير موضع الجسم في اتجاه مُحدد. | مُعدل السرعة التي يقطع به الجسم مسافة مُعينة. |
نوع الكمية | كمية متجهة تحتاج إلى مقدار واتجاه للتعبير عنها. | كمية قياسية تحتاج فقط إلى مقدار للتعبير عنها. |
قيمة السرعة | يُمكن أن تكون قيمة السرعة صفرًا، أو قيمة سالبة، أو قيمة موجبة. | يجب أن تكون قيمة السرعة موجبة فقط. |
العلاقة مع اتجاه الحركة | لا يُمكن حساب السرعة إلّا في اتجاه واحد، ولذا يجب على الجسم أن لا يُغير اتجاهه. | يُمكن حساب السرعة القياسية حتى لو غيّر الجسم اتجاه حركته. |
المراجع
- ^ أ ب "What is Velocity?", BYJU'S, Retrieved 25/11/2021. Edited.
- ^ أ ب ت خالد محمود الخالد، جامعة مؤتة، صفحة 6-7. بتصرّف.
- ↑ "What is velocity?", Khan Academy, Retrieved 25/11/2021. Edited.
- ↑ "What Is Velocity in Physics?", Thought Co, Retrieved 25/11/2021. Edited.
- ↑ "Difference Between Speed And Velocity", BYJU'S, Retrieved 25/11/2021. Edited.
