كيف يغير الموقع السرعة: رؤى وحقائق شاملة


في هذه المقالة ، ستعرف المزيد عن أحد الجوانب الحاسمة للفيزياء حول كيفية تغيير الموقع للسرعة.

يتطلب موضع الجسيم في أماكن مختلفة تغيير السرعة. إذا قمنا برسمه على الرسم البياني للموضع والوقت ولاحظنا طبيعة الرسم البياني أو المنحنى ، فسيتغير الميل ، مشيرًا إلى أن السرعة تتغير. من هذا ، يمكننا معرفة أن الموضع يغير السرعة.

الآن دعونا نلقي نظرة على الجوانب المختلفة التي تخبرنا كيف يغير الموقع السرعة.

كيف يؤثر الموقف على السرعة

لمعرفة كيف يؤثر الموضع على السرعة ، علينا أن نعرف بعض جوانب الرسم البياني للموضع والوقت.

طبيعة المنحنى على الرسم البياني pt ، ويمثل ميله التغير في سرعة الجسيم لمواقع مختلفة. إذا كان الميل على الرسم البياني pt ثابتًا ، فحتى السرعة ثابتة. إذا كان الميل متغيرًا ، فحتى السرعة ستتغير. يشير اتجاه المنحدر أيضًا إلى علامته.

الآن دعونا نركز على العلاقة بين الموضع والسرعة.

ما العلاقة بين الموضع والسرعة

سيكون هناك بعض التغيير في السرعة لكل تغيير موضع ، سواء أكان ذلك أجسامًا كبيرة أم صغيرة.

لنفترض أننا اعتبرنا التغيير في المركز P (x). في هذه الحالة ، يمكن تسمية السرعة بالمشتق الأول لوظيفة الموضع P (x) ، مما يدل على أنه لكل دقيقة أو تغيير كبير في الموضع ، سيكون هناك التغيير المطلوب في سرعة الجسم. يمكن إيجادها باستخدام معادلات السرعة التفاضلية.

حان الوقت للنظر في التغير في السرعة فيما يتعلق بالموقف.

هل تزيد السرعة مع زيادة الموقف

يمكن تحديد زيادة السرعة مع زيادة الموقف باستخدام المعايير التالية.

  • اعتمادًا على موضع الجسيم ، هناك تغيير مطلوب في السرعة
  • عندما نشغل مركبة ، علينا أن نسرعها لكي تبدأ بسرعة.
  • في هذه المرحلة ، ستكون السرعة أكبر بحيث تغير السيارة موقعها, وإذا كانت تلك السيارة في منتصف مكان ما ، فستكون السرعة ثابتة بناءً على المسار.
  • في نهاية الرحلة ، تكون السرعة أحيانًا أقل ؛ هنا ، سيتغير موضع السيارة بمعدل ثابت.
كيف يتغير الموقف السرعة
الصورة: علاقة المركز والسرعة
كيف يتغير الموقع السرعة

الآن دعنا نعرف كيفية اشتقاق العلاقة بين الموضع والسرعة.

كيفية يتم اشتقاق علاقة السرعة بالموقع

كل من الموضع والسرعة مرتبطان ببعضهما البعض بواسطة صيغة سنشتقها الآن.

ضع في اعتبارك الرسم البياني الموضح في الصورة أدناه.

كيف يتغير الموقف السرعة
الصورة: الرسم البياني للسرعة الزمنية لاشتقاق العلاقة بين الموضع والوقت.

يوضح الرسم البياني أن المسافة (المسافات) التي يغطيها الكائن في فترة زمنية "t" يتم تمثيلها بمقدار المنطقة PQ التي تمثل منطقة شبه المنحرف OPQR.

يمكننا الآن النظر في المعادلة التالية لإيجاد علاقة السرعة بالموقع.

المسافة الإجمالية التي يقطعها الجسم = مساحة شبه منحرف OPQR

ضع في اعتبارك مجموع الأضلاع المتوازية والارتفاع.

S = اجمع الضلعين المتوازيين ثم اضربهما في الارتفاع.

على سبيل المثال ، s = (مجموع الأضلاع المتوازية) x الارتفاع (h) / 2

ق = (OP + RQ) × أو / 2

نعلم أن OP + RQ = u + v و OR = t ،

بعد الاستبدال والتبسيط نحصل ،

ق = (u + v) xt / 2 ………… (1)

الآن من صيغة العلاقة بين السرعة والزمن ، يمكننا أن نكتب على النحو التالي ،

ر = (فو) / أ

في هذه الخطوة ، استبدل قيمة 't' في المعادلة 1

نحن نحصل،

الصورة = (u + v) / 2 (v - u) / 2

يمكننا تبسيطها على النحو التالي ،

v² = u² + 2as

إنها العلاقة المطلوبة بين الموقع والسرعة ويمكن استخدامها لحل المشكلات المختلفة المتعلقة بموضع الأجسام وسرعتها.

الآن دعونا نلقي نظرة على الجانب المتعلق بالتأثير على الموضع عندما تنخفض السرعة.

ماذا يحدث للموضع عندما تنخفض السرعة

We نعلم أننا نحصل على الثبات السرعة لمقدار مساوٍ من التغيير في موضع الجسيم.

بشكل عام ، من أجل التغيير المستمر في السرعة ، تزداد المسافة أو الموضع أو يتغير بمقدار متساوٍ لكل وحدة فاصل زمني. على الرسم البياني PT ، يمكن رؤية التغيرات في السرعة. إذا كان هناك أي انخفاض في السرعة ، فستكون الزيادات على إحداثيات الميل أصغر ، ونحصل على منحنى محدب يمكننا من خلاله تقدير قيم السرعة.

كيف يتغير الموقف السرعة

سيكون هناك تغيير في زيادة السرعة للتغيير في الموضع.

هو موضع تكامل السرعة

يعتبر الموضع هو تكامل السرعة في الاعتبار مع الوقت المستغرق.

نحن نعلم أنه في الفيزياء ، التغيير في موضع الجسيم مع مراعاة الفترة الزمنية هو السرعة. لذا ، إذا اعتبرنا التكامل ، فسنحصل على التغيير في موضع الجسيم. ومن ثم ، يمكننا القول إن الموضع هو قيمة التكامل المحدد للسرعة. يمكن تمثيلها في شكل معادلة كما هو موضح أدناه ،

∆s = ∫v dt

وبالمثل ، يمكننا أن نقول ذلك السرعة هي القيمة المتكاملة للتسارع مع الوقت.

هل السرعة مشتق من الموضع

أعلاه ، ناقشنا كيف أن الموضع هو قيمة تكاملية للسرعة. هنا سوف نعرف كيف تشتق السرعة من الموضع.

بشكل عام ، لدينا فكرة أن مشتق أي a سيكون أي c ، وفي المقابل ، درسنا أن القيمة التكاملية لـ c ستكون a. لذلك ، نعلم أن الموضع هو القيمة التكاملية للسرعة ، وعلى النقيض من ذلك ، فإن السرعة ستكون مشتقة من التغيير في الموضع.

ستكون القيمة المشتقة لتغير السرعة هي التغير في التسارع.

هل تؤثر السرعة على السرعة

السرعة والسرعة ظاهرتان مختلفتان.

حتى إذا ظلت سرعة الجسيم ثابتة ، فإن سرعتها ستتغير وفقًا للوقت. لأن السرعة عددية والسرعة متجه سيكون لها قيمة ثابتة من حيث المقدار وتواصل تغيير اتجاهها. لذلك ، يمكننا القول أن السرعة ليس لها تأثير كبير على الجسيم'السرعة.

في المفهوم التالي ، دعنا نعرف الجانب المثير لكيفية تغيير الموقع للسرعة.

هل يزداد الرسم البياني للموضع والوقت مع زيادة السرعة؟

من خلال مراقبة طبيعة الرسم البياني للموضع والوقت ، يمكننا توقع الزيادة أو التناقص في موضع الجسيم.

إذا زادت السرعة بشكل مطرد ، فسيزيد أيضًا ميل الرسم البياني للموضع مقابل الرسم البياني الزمني. من هذا ، يمكننا القول أنه يجب أن تكون هناك زيادة في السرعة لكي يزداد موضع ما. وبالمثل ، يجب أن يكون هناك زيادة في موضع زيادة السرعة.

كيف يتغير الموقف السرعة
الصورة: رسم بياني للموضع والوقت

إنها الطريقة التي يرتبط بها كل من موضع الجسم وسرعته.

كيف يتغير الموقف السرعة

ترتبط السرعة والموضع ببعضهما البعض من خلال صيغة محددة ورسم بياني للوقت BY.

تمثل السرعة كلاً من سرعة الجسيم والاتجاه الذي يتحرك فيه. يمكننا أيضًا أن نطلق عليه معدل تغير موضع الجسيم مع الوقت. حتى السرعة هي مشتق من تغيير الموقف والعكس صحيح. في كل هذه الطرق ، الموضع والسرعة مترابطان.

الأسئلة المتداولة | أسئلة وأجوبة

ما العامل الذي يجعل السرعة تزيد؟

التسارع هو أحد العوامل الرئيسية التي تزيد من السرعة.

إذا كان تسارع الجسيم موجبًا ، فستزداد السرعة لفترة زمنية محددة. ولكن إذا كانت العجلة في اتجاه سلبي ، فإن السرعة تتناقص.

هل يمكن أن تزيد السرعة إذا كان التسارع سالبًا؟

إذا كانت العجلة سالبة ، فهناك فرصة أقل لزيادة السرعة.

ضع في اعتبارك أن الجسيم يتحرك على طول الاتجاه السلبي بسرعة متفاوتة. هنا ، سوف يتزايد التسارع ولكنه يعمل في اتجاه سلبي ، لذلك حتى السرعة ستكون على طول الاتجاه السلبي ، متناقصًا بدلاً من زيادة.

هل للسرعة اتجاه؟

السرعة هي كمية متجهة فيزيائية ، لذا فهي تتكون من اتجاه.

السرعة هي كمية متجهة حيوية ؛ سيكون اتجاه السرعة على طول اتجاه الجسيم الذي يتحرك فيه الجسيم. يوضح مقدار السرعة ومدى سرعة تحرك الجسم في اتجاه معين.

عندما تزداد السرعة ، ماذا يحدث للوضع؟

 عندما تزداد السرعة ، سيتغير موضع الجسيم الذي تحسب السرعة من أجله.

سيزداد ميل الرسم البياني للموضع والوقت باستمرار حيث سيكون هناك تغيير في سرعة الجسيم. يعطي ميل الرسم البياني PT قيم السرعة عند إحداثيات مختلفة.

كيف يمكننا معرفة ما إذا كانت السرعة تتزايد أم تتناقص؟

يمكننا الاستعانة بصيغ محددة أو حتى رسوم بيانية لوقت التسارع أو الوقت لمعرفة التغير في السرعة.

من الرسم البياني للموضع والوقت ، يمكننا النظر إلى الميل وتحديد قيمة الميل التي من خلالها يمكن لـ c معرفة السرعة نظرًا لأن السرعة هي مشتق من الرسم البياني pt. طريقة أخرى هي النظر إلى عامل التسارع وتحديد الزيادة أو النقص في السرعة.

ما معنى الموقف في الفيزياء؟

بشكل عام ، يكون الموضع هو المكان الذي توجد فيه الأشياء أو الجسيمات.

في الفيزياء ، الموضع هو كمية أساسية يجب قياسها لتحديد عوامل فيزيائية أخرى مثل تسارع السرعة والسرعة وما إلى ذلك. إنه متجه لأن الاتجاه يؤخذ في الاعتبار.

راجافي أشاريا

أنا Raghavi Acharya ، لقد أكملت تخرجي في الفيزياء بتخصص في مجال فيزياء المادة المكثفة. امتلاك فهم جيد جدًا في Latex و gnu-plot و octave. لطالما اعتبرت الفيزياء مجالًا جذابًا للدراسة وأنا أستمتع باستكشاف المجالات المختلفة لهذا الموضوع. في وقت فراغي ، أشرك نفسي في الفن الرقمي. تهدف مقالاتي إلى تقديم مفاهيم الفيزياء بطريقة مبسطة للغاية للقراء. دعنا نتواصل من خلال - LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/raghavi-cs-260a801b1 معرف البريد الإلكتروني: raghavics6@gmail.com

آخر المقالات