تصف كل من السرعة والتسارع الحركة ، ولكن هناك فرق مهم بين الاثنين. إذا كنت تدرس الفيزياء على مستوى المدرسة الثانوية أو الكلية ، فإن فهم الاختلافات بينهما أمر ضروري. يؤدي فهم معنى السرعة إلى فهم معنى التسارع لأنه في حين أن السرعة هي معدل تغير الموضع ، فإن التسارع هو معدل تغير السرعة. إذا كنت تسافر بوتيرة ثابتة ، فلديك سرعة ولكن ليس لديك تسارع ، ولكن إذا كنت تسافر وتتغير وتيرتك ، فستكون لديك سرعة وتسارع.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
السرعة هي معدل تغير الموضع فيما يتعلق بالوقت ، بينما التسارع هو معدل تغير السرعة. كلاهما كميات متجهة (وبالتالي يكون لهما أيضًا اتجاه محدد) ، لكن وحدات السرعة هي متر لكل ثانية بينما وحدات التسارع متر لكل ثانية مربعة.
ما هي السرعة؟
معدل تغير موقعك مع الوقت يحدد سرعتك. في لغة الحياة اليومية ، تعني السرعة نفس الشيء مثل السرعة. ومع ذلك ، في الفيزياء ، هناك تمييز مهم بين المصطلحين. السرعة هي كمية "قياسية" ، ويتم قياسها بوحدات المسافة / الوقت ، أي بالأمتار في الثانية أو الأميال في الساعة. السرعة هي كمية "متجهة" ، لذلك لها مقدار (السرعة) واتجاه. من الناحية الفنية ، فإن القول بأنك تسافر بسرعة 5 أمتار في الثانية هو سرعة والقول إنك تسافر بسرعة 5 أمتار في الثانية باتجاه الشمال هو سرعة ، لأن الأخير له اتجاه أيضًا.
معادلة السرعة هي:
\ text {velocity} = \ frac {\ text {مسافة السفر}} {\ text {الوقت المستغرق}}
في لغة حساب التفاضل والتكامل ، يمكن تعريفه بشكل أكثر دقة على أنه معدل تغيير المركز فيما يتعلق بالوقت وهكذا يتم توفيرها من خلال مشتق معادلة الموقف فيما يتعلق زمن.
ما هو التسريع؟
التسارع هو معدل تغير السرعة بمرور الوقت. مثل السرعة ، هذه كمية متجهة لها اتجاه بالإضافة إلى مقدار. تسمى الزيادة في السرعة عادةً بالتسارع بينما يُطلق على الانخفاض في السرعة أحيانًا اسم التباطؤ. من الناحية الفنية ، نظرًا لأن السرعة تتضمن اتجاهًا بالإضافة إلى سرعة ، فإن التغيير في الاتجاه بسرعة ثابتة لا يزال يعتبر تسارعًا. يمكن تعريف التسارع على النحو التالي:
\ text {تسريع} = \ frac {\ text {تغيير السرعة}} {\ text {الوقت المستغرق لتغيير السرعة}}
التسارع له وحدات المسافة / الوقت مربعة - على سبيل المثال ، متر / ثانية2.
في لغة التفاضل والتكامل ، يتم تعريف هذا بشكل أكثر دقة على أنه معدل تغير السرعة مع فيما يتعلق بالوقت ، لذلك يتم العثور عليها من خلال أخذ مشتق التعبير للسرعة بالنسبة إلى زمن. بدلاً من ذلك ، يمكنك إيجاده بأخذ المشتق الثاني للتعبير عن الموضع بالنسبة إلى الوقت.
التسارع المستمر مقابل. بسرعة ثابتة
يعني السفر بسرعة ثابتة أنك تسير بنفس السرعة في نفس الاتجاه باستمرار. إذا كانت لديك سرعة ثابتة ، فهذا يعني أن لديك تسارعًا صفريًا. يمكنك أن تتخيل هذا كأنك تقود في طريق مستقيم مع الحفاظ على عداد السرعة بنفس القيمة.
التسارع المستمر مختلف تمامًا. إذا كنت تسافر بتسارع ثابت ، فإن سرعتك تتغير دائمًا ، لكنها تتغير بمقدار ثابت كل ثانية. قيمة التسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية 9.8 م / ث2، لذلك يمكنك أن تتخيل هذا مثل إسقاط شيء ما من ناطحة سحاب. تبدأ السرعة منخفضة ، لكنها تزداد بمقدار 9.8 م / ث في كل ثانية تنخفض فيها الجاذبية.
التسارع وقانون نيوتن الثاني
يشكل التسارع ، وليس السرعة ، جزءًا أساسيًا من قانون نيوتن الثاني للحركة. المعادلةF = أماه، أينFتعني القوة ،مهو الكتلة وأهو التسارع. بسبب الارتباط بين السرعة والتسارع ، يمكنك أيضًا كتابة هذا بصيغةالقوة = الكتلة × معدل تغير السرعة. ومع ذلك ، فإن التسارع هو السمة الرئيسية هنا ، وليس السرعة.
السرعة والزخم
تستخدم معادلة الزخم السرعة بدلاً من التسارع. الزخم هوص = م، أينصهو الزخم ،مهو الكتلة والخامسهي السرعة. في قانون نيوتن الثاني ، التسارع مضروبًا في الكتلة يعطي القوة ، بينما عندما تضرب السرعة في الكتلة ، فإن هذا يعطي الزخم. تختلف تعريفاتهم ، وهذا يوضح كيف تؤدي هذه الاختلافات إلى معادلات متميزة في الممارسة.