تقدم الموسوعة تعريفًا للحركة على أنها تغير موضع الجسم من مكان إلى آخر مع تغيير إحداثيات الزمن، وتصف حالة انتقال الجسم وقطع مسافة معينة في وقت محدد بسرعة ثابتة.
الحركة بتسارع ثابت هي مصطلح في علم الفيزياء يثير اهتمام العلماء، حيث يتم دراستها لمعرفة معدلات زيادة السرعة والأسباب التي تؤدي إلى حدوثها، وسنتحدث عنها بالتفصيل في المقال التالي، فتابعونا.
بحث عن الحركة بتسارع ثابت
يمكن من خلال دراسة الحركة بتسارع ثابت فهم علم الفلك ودراسة حركة النجوم والكواكب ودوران كل منها حول نفسه وحول الشمس، ويمكن حساب السرعة ووضع قوانين الحركة، ويعزى ذلك إلى العالم الفيزيائي الشهير إسحاق نيوتن.
الحركة المتسارعة
التسارع الثابت هو الحركة التي يقوم بها الجسم بمقادير متساوية في فترة زمنية متساوية، ومن أمثلة التسارع الثابت الشهير هو السقوط الحر الذي ينتج عن جاذبية الأرض، ويعني مدة الوقت التي يحتاجها الجسم الساقط ليصل إلى جسم ثابت مثل كرة تسقط على الأرض دون وجود معوقات.
التسارع
يتم تعريف التسارع على أنه “مقياس الزيادة المتجهة إلى الجسم”، وهو يشير إلى مقدار السرعة التي تتغير مع الزمن وفقًا لمعدل واتجاه الجسم المتسارع، سواء كانت الحركة مستقيمة أو دائرية. يمكن حساب التسارع من خلال تحديد الزمن المستغرق لتغيير السرعة والتغيير الكلي الخاص بها، وتتمثل وحدة قياسه في (متر مربع/الثانية).
يمكن حساب التسارع باستخدام قانون فيزيائي يعتمد على مجموع القوى التي تؤثر على الجسم مقسومة على كتلة الجسم.
السقوط الحر
يندرج السقوط الحر ضمن فئة الحركة المتسارعة، ويمكن تعريفه بأنه عملية سقوط الأجسام باتجاه الأسفل تحت تأثير الجاذبية الأرضية، وذلك سواء كان الاتجاه إلى الأعلى أو الأسفل، مما يؤدي إلى شعور الجسم المسقط بأنه لا يزن شيئًا، ويُطلق عليه التسارع الناتج عن الجاذبية.
ويشير التعريف الميكانيكي للسقوط الحر إلى أنه يحدث عندما يسقط جسم من مسافة وبمعزل عن أي تأثيرات خارجية مثل الهواء أو الرياح، ويتعرض لجاذبية الأرض.
مثال لإيضاح الحركة بتسارع ثابت
خير وسيلة لفهم معنى الحركة بتسارع ثابت هو طرح مثال عليها كما في التالي:
- تتمثل عملية تدحرج الدراجة في إسقاطها من أعلى منحدر مائل بشكل سلس ومن دون وجود معوقات، حيث تتحرك الدراجة بسرعة محددة أثناء النزول من أعلى المنحدر وتتغير نسبها بشكل متساوٍ مع تقدم الوقت، ويعتمد السقوط على ثقل الجسم وجاذبية الأرض.
قوانين السرعة الثلاثة
وضع العالم الرياضي والفيزيائي إسحاق نيوتن ثلاثة قوانين لقياس الحركة والسرعة للأجسام، وسنذكر هذه القوانين فيما يلي:
- القانون الأول: الحركة المستمرة للجسم باتجاه محدد بقوة محددة دون تأثر بأي عوائق في طريقه، وعندما ندور الكرة على الأرض، فإنها ستبدأ بالحركة بسرعة ثابتة وستتباطأ تدريجيًا حتى تتوقف تمامًا بسبب الاحتكاك ومقاومة الهواء، ولكن عند رمي الكرة في الفضاء، فإنها ستستمر في الحركة بتسارع ثابت دون توقف نتيجة عدم وجود أي عوائق تؤثر على حركتها أو سرعتها.
- القانون الثاني: يمكن باستخدام هذا القانون حساب تسارع الجسم ومقدار القوى المؤثرة عليه من خلال المعادلة (F=ma)، حيث يمثل الرمز F القوة المؤثرة على الحركة، بينما تمثل الرموز ma السرعة.
- القانون الثالث: يتضح هذا القانون من خلال أن كل جسم يمتلك قوة مساوية ومعاكسة لها في الحجم والاتجاه، وتسمى هذه القوة الوهمية لأنها لا يتم احتسابها عند حساب الحركة. ومن أمثلة هذا القانون هو قوة احتفاظ الإنسان بموضعه وهو واقف على سطح الأرض دون أن ينغرس فيه.
تساهم قوانين السرعة في كشف احتمال حدوث الزلازل وقوتها والوقت المتوقع لحدوثها، وهذا يشبه ما يحدث في حوادث السيارات عندما يتم فتح الوسائد الهوائية للكشف عن السرعة المفاجئة والاصطدام المتوقع بطريقة تلقائية.
