1 الدرس الأول الحركة في اتجاه واحد
قامت اليابان في عام 1964 م بتشغيل أول قطار كهربائي سريع (200كم/ساعة )
، ثم طوِّر هذا القطار حتي بلغت سرعته (270 كم/ساعة ) أطلقت علي هذا القطار
اسم " القطار الطلقة " ؛ يرجع اختلاف هذا القطار عن باقي القطارات المعتادة أن
كل عربة يحركها موتور خاص بها ، وبهذه الطريقة يمكن للقطار أن يتحرك
بسرعات عالية جدا ً .
مفهوم الحركة
هي تغير موضع الجسم أو اتجاهه بالنسبة لجسم آخر بمرور الزمن .
* أمثلة الحركة في اتجاه واحد *
– حركة المترو و القطار علي القضبان ، ففي هذه الحركة يتحرك القطار للأمام أو للخلف فقط
ولا يتحرك لأعلي أو لأسفل .. قد يكون مساره في خط مستقيماً أو منحنياً أو تركيباً منهما .
♫ إذا تحرك القطار في خط مستقيم سميت الحركة في خط مستقيم وفي اتجاه واحد .وهذه أبسط
أنواع الحركة .
نعلم جميعاً أن حركة بعض الأجسام حولنا توصف بالسريعة أو البطيئة ، توصف هذه
الحركة بالـــ (سرعة).
مثال :
أ- إذا تحركت سيارتان ، سيارة سوداء و الأخري بيضاء علي نفس الطريق (المسار) ولوحظ أن السيارة السوداء استغرقت فترة زمنية ( ن1 ثانية ) و السيارة البيضاء استغرقت ( ن2 ثانية ) .
# إذا علمت أن الفترة الزمنية ن1 أقل من الفترة الزمنية ن2 ، أي السيارتين تكون أسرع ؟ ولماذا ؟
– من البديهي أن تكون السيارة السوداء هي الأسرع لأن الفترة
الزمنية التي استغرقتها في قطع المسافة أقل من السيارة البيضاء .
– إذا قطعت السيارتان الطريقين في نفس الفترة الزمنية عل الرغم أن ف1 أطول من ف2 ، أي السيارتين تكون أسرع ؟ ولماذا ؟
– من البديهي أن تكون السيارة الأولي هي الأسرع لأنها قطعت مسافة أطول من الأخري في نفس الزمن .
نستنتج من جميع ما سبق :
ملحوظة :
هناك عاملان يمكن بهما وصف الحركة :
1- المسافة التي يقطعها الجسم .
2- الزمن الذي يستغرقه في قطع هذه المسافة .
* من هذه العوامل نعرف كمية فيزيائية نسميها " السرعة "
السرعة
إذا قطع جسم مسافة (ف) خلال فترة زمنية (ن) فإن
سرعة الجسم (ع) هي : المسافة المقطوعة خلال وحدة الزمن .
أو
المسافة التي يقطعها الجسم في الثانية الواحدة
]السرعة =المسافة % الزمن
* تقاس السرعة بوحدة متر / ثانية أو ( كيلومتر / ساعة ) .
* تقاس المسافة بوحدة الكيلو متر أو المتر .
* يقاس الزمن بوحدة الساعة أو الثانية .
مثال : قطع عداء مسافة 100 متر من مضمار سباق مستقيم خلال 10 ثواني .. احسب سرعة هذا العداء .
الحل
السرعة = المسافة % الزمن = 100% 10 = 10 م/ث
السرعة المنتظمة
* تزود الطائرات و السيارات عادة بمجموعة من العدادات مثل عداد السرعة والمسافة
و بوصلة الاتجاهات .
* يساعدنا عداد السرعة في السيارة مثلاً في معرفة السرعة مباشرة ، فإذا كان العداد يشير إلي رقم 70 فهذا يعني أن سرعة السيارة 70 كيلو متراً / ساعة أي ما يعادل تقريباً 20 متراً / ثانية إذا ظلت هذه القراءة ثابتة أثناء سير السيارة فهذا يعني أن السيارة تتحرك بسرعة منتظمة
السرعة المنتظمة :
هي السرعة التي يقطع فيها الجسم مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية .
ملحوظة :
السرعة المنتظمة لجسم ما ، يصعب تحقيقها عملياً ؟
لأن سرعة الجسم تتغير بحسب أحوال الطريق ، فهي
احيانا تتزايد واحياناً تتناقص .
السرعة غير المنتظمة – السرعة المتوسطة
المسافة الكلية التي يقطعها الجسم المتحرك مقسومة علي الزمن الكلي المستغرق لقطع هذه المسافة
السرعة المتوسطة = المسافة الكلية المقطوعة % الزمن الكلي
ع = ف % ن
ملحوظة هامة
* السرعة المتوسطة هي السرعة المنتظمة التي يتحرك بها الجسم فيقطع نفس المسافة في نفس الزمن اللازم لقطع هذه المسافة .
* عندما تكون السرعة المتوسطة للجسم تساوي السرعة المنتظمة ( ع = ع ) في هذه الحالة توصف الحركة بأنها حركة منتظمة .
* عندما تكون السرعة المتوسطة للجسم لا تساوي السرعة المنتظمة (ع = ع ) فإن الجسم يقطع مسافات متساوية في أزمنة غير متساوية أو يقطع مسافات غير متساوية في أزمنة متساوية ومن ثم تكون السرعة غير منتظمة .
مثال : قطع عداء مسافة 100 متر من مضمار سباق مستقيم خلال 10 ثواني ، ثم رجع مشياً علي الأقدام فاستغرق 80 ثانية للعودة إلي نقطة البدء احسب :
1- السرعة المتوسطة للعداء وهو ذاهب ؟
2- السرعة المتوسطة للعداء وهو عائد ؟
3- السرعة المتوسطة للعداء خلال الرحلة ؟
السرعة النسبية
إذا كان هناك شخص يراقب سيارات تتحرك علي الطريق أحدهما تسير بسرعة 80 كم / ساعة و الأخري تسير بسرعة 90 كم / ساعة في نفس الاتجاه هذا الشخص يسمي ( المراقب ) فإن :
* سرعة السيارة البطيئة بالنسبة للمراقب الذي يقف علي الأرض = 80 كم / ساعة .
* سرعة السيارة السريعة بالنسبة للمراقب الذي يقف علي الأرض = 90 كم / ساعة .
* أما سرعة السيارة السريعة بالنسبة لشخص يراقبها من داخل السيارة البطيئة = 10 كم / ساعة .
– هل اختلفت سرعة السيارة بالنسبة للمراقب أم لا ؟
الاستنتاج
مقدار سرعة السيارة بالنسبة للمراقب علي الأرض يختلف
عن مقدار سرعة السيارة بالنسبة لمراقب آخر في ســــــيارة
متحركة .
السرعة النسبية : هي سرعة جسم متحرك بالنسبة لمرافب
أهم الأسئلة على الدرس الأول ( الحركة فى اتجاه واحد )
التعريفـــات الهامة
الجسم الساكن
الجسم الذى لا يتغير موضعه بالنسبة لنقطة ثابتة بمرو الزمن
الجسم المتحرك
الجسم الذى يتغير موضعه بالنسبة لنقطة ثابتة بمرور الزمن
القطار الطلقة
أول قطار كهربائي سريع (200كم/ساعة ) ، ثم طوِّر هذا القطار حتي بلغت سرعته (270 كم/ساعة )وانتجته اليابات
الحركة
هي تغير موضع الجسم أو اتجاهه بالنسبة لجسم آخر بمرور الزمن .
السرعة
المسافة المقطوعة خلال وحدة الزمن .
أو
المسافة التي يقطعها الجسم في الثانية الواحدة .
السرعة المنتظمة
هي السرعة التي يقطع فيها الجسم مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية .
السرعة المتوسطة
المسافة الكلية التي يقطعها الجسم المتحرك مقسومة علي الزمن الكلي المستغرق لقطع هذه المسافة
السرعة النسبية
سرعة جسم متحرك بالنسبة لمراقب
مامعنى قولنا أن :
1- سيارة تتحرك بسرعة = 60 م/ث .
أى ان السيارة تقطع مسافة قدرها 60 كل 1 ثانية .
2– سيارة تتحرك بسرعة متوسطة = 80 كم / س .
أى ان السيارة تقطع مسافة قدرها 80 كم كل ساعة .
علـــل لما يأتي
1- يصعب تحقيق السرعة المنتظمة ( الثابتة عملياً )
حـ – لان أغلب الأجسام تتحرك بسرعة غير منتظمة ( ووجود عوامل تعوق الحركة )
2- تزداد سرعة الجسم المتحرك كلما قل الزمن
جـ لأن السرعة تتناسب تناسبا عكسيا مع الزمن وبالتالى تزداد السرعة عندما يقل الزمن
3- تزداد السرعة بزيادة المسافة المقطوعة
جـ – لأن السرعة تتناسب تناسبا طريا مع المسافة المقطوعة
أهمية عداد السرعة فى السيارات والطائرات
جـ – لانه يعرفنا المسافة المقطوعة بمرور الزمن وبالتالى يسهل على الطيار معرفة طريقه وسرعته .
اعداد أ/ حسام فتحي حبيب
