السرعة الآنية والانطلاق الآني والتعجيل – فيزياء الصف الخامس العلمي

مقدمة: في هذه المحاضرة، تم تناول موضوع “السرعة الآنية والانطلاق الآني والتعجيل”، مع توضيح الفروقات بينها باستخدام تعريفات دقيقة وأمثلة حياتية، إضافة إلى شرح مبسط للسرعة المنتظمة والمخططات البيانية.

تعريف السرعة الآنية:

السرعة الآنية هي:

“سرعة الجسم في لحظة زمنية معينة، وهي كمية متجهة (أي لها مقدار واتجاه)”.

مثال: إذا كنت تركض وسألك أحدهم عن سرعتك في تلك اللحظة، فإن إجابتك تمثل السرعة الآنية.

تعريف الانطلاق الآني:

“هو انطلاق الجسم المتحرك عند لحظة زمنية معينة، وهو ليس كمية متجهة، أي لا يعبر عن اتجاه الحركة”.

الفرق بين السرعة الآنية والانطلاق الآني:

سؤال وزاري مشابه: ما الرقم الذي تقرأه على لوحة السرعة في السيارة؟

• الجواب: انطلاق آني، لأنه لا يحدد اتجاه الحركة.

السرعة الثابتة المنتظمة:

“هي حركة جسم يقطع إزاحات متساوية في فترات زمنية متساوية وعلى خط مستقيم.”

مثال: إذا قطعت فاطمة مسافة 5 متر كل 2 ثانية أربع مرات متتالية، فإنها تتحرك بسرعة ثابتة منتظمة.

العلاقة البيانية بين الإزاحة والزمن:

يتم تمثيل العلاقة بين الإزاحة والزمن على مخطط بياني، ويُحسب ميل الخط (السلوب) بالعلاقة:

$\text{السرعة} = \frac{\Delta x}{\Delta t}$

حيث:

• $\Delta x$: التغير في الإزاحة.
• $\Delta t$: التغير في الزمن.

التعجيل (التسارع):

“هو المعدل الزمني للتغير في مقدار السرعة، ويُعد كمية متجهة، ويقاس بوحدة (متر/ثانية$^2$)”

$a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v_f – v_i}{t_f – t_i}$

أنواع التعجيل:

1. تعجيل = صفر: عندما تكون السرعة ثابتة (لم يتغير مقدارها).
2. تعجيل موجب (تسارعي): عندما تزداد السرعة مع الزمن.
3. تعجيل سالب (تباطئي): عندما تقل السرعة مع الزمن.
4. تعجيل مركزي: يظهر في الحركة الدائرية، ويُدرس لاحقًا.

أمثلة تطبيقية:

المثال الأول:

سيارة تغير سرعتها من 20 م/ث إلى 30 م/ث خلال 10 ثوانٍ:

$a = \frac{30 – 20}{10 – 0} = \frac{10}{10} = 1 \text{ م/ث}^2$

• النتيجة: تعجيل تسارعي موجب.

المثال الثاني:

السيارة نفسها تحافظ على سرعة 30 م/ث بين نقطتين:

$a = \frac{30 – 30}{15 – 10} = 0 \text{ م/ث}^2$

• النتيجة: تعجيل = صفر (سرعة ثابتة).

المثال الثالث:

نقصت السرعة من 30 م/ث إلى 25 م/ث خلال 5 ثوانٍ:

$a = \frac{25 – 30}{20 – 15} = \frac{-5}{5} = -1 \text{ م/ث}^2$

• النتيجة: تعجيل تباطئي (سالب).

سؤال شامل:

متى يكون التعجيل:

• صفر: عند الحركة بسرعة ثابتة.
• موجب: عند زيادة السرعة (تسارع).
• سالب: عند تقليل السرعة (تباطؤ).

خاتمة: بهذا نكون قد غطينا مفاهيم السرعة الآنية والانطلاق الآني والتعجيل وأنواعه، مع التمثيل البياني والعملي للمفاهيم. تأكد من حفظ التعاريف والتمييز بينها، وفهم الأمثلة لأنها ستساعدك كثيرًا في الامتحانات.

نصيحة: شارك هذا الدرس مع زملائك وسجّله في دفترك، لأن الفيزياء تحتاج إلى الفهم والمراجعة المستمرة.