كيف تحسب السرعة السلبية: مثال ومشاكل


في هذه المقالة ، سنناقش كيفية حساب السرعة السالبة مع بعض المشكلات والأمثلة.

تكون سرعة الجسم سالبة إذا كانت الإزاحة الأولية للجسم في الوقت "t" أكبر من المسافة السابقة التي يقطعها الجسم. يمكن أيضًا اكتشافه من خلال معرفة تسارع الجسم خلال ذلك الوقت.

ما هي السرعة السلبية؟

يقال إن سرعة جسم ما هي سالبة هي إزاحة جسم في اتجاه معاكس لاتجاه تسارعه.

يمكن حسابها بإيجاد الفرق بين الموضع الأولي والنهائي لجسم مقسومًا على الوقت الذي يستغرقه الجسم في إزاحته ، معطى من خلال العلاقة

v = (dx / dt) = (x2-x1) / (ر2-t1)

إذا كان الموضع الأولي للكائن فيما يتعلق بأصل الكائن أكبر من الموضع الذي تم إزاحته عنده ، فإن سرعة الجسم تكون سالبة.

كيف تحسب السرعة السلبية للجسم؟

تكون سرعة الجسم سالبة إذا انخفضت سرعة الجسم مع الإزاحة ، أو إذا تباطأت ، أو إذا كان الجسم يسقط من الارتفاعات ، وما إلى ذلك.

يجب ملاحظة الوقت المستغرق لقطع مسافة ، ويمكن حساب سرعة الجسم لفترة زمنية محددة من خلال إيجاد الفرق بين المواضع مقسومًا على الوقت المستغرق لتغيير الموضع.

إذا استغرق الوقت المستغرق لانقضاء نفس المسافة وقتًا أطول وأطول ، تكون سرعة الجسم سالبة.

1 المشكلة: ضع في اعتبارك جسمًا يتسارع إلى أسفل الأرض من ارتفاع معين فوق الأرض. لوحظ في البداية أن الجسم كان على ارتفاع 1000 متر فوق سطح الأرض. بعد دقيقة واحدة ، تم العثور على الجسم ليكون 1 مترا. أوجد سرعة الجسم.

حل: نحن نمتلك1= 1000 م ، س2= 760 م ، الوقت المستغرق t = 1 دقيقة = 60 ثانية

ومن ثم ، فإن سرعة الجسم هي

ت = (س2-x1) / (ر2-t1)=(760-1000)/(60-0)=-240/60=-4m/s

بما أن الجسم يتسارع لأسفل ، فإن الإزاحة سالبة.

كيف تحسب السرعة السلبية من الرسم البياني للموضع والوقت؟

يتم تدوين موضع الكائن في فترة زمنية معينة ورسمه على الرسم البياني ومن ثم يسمى الرسم البياني للموضع والوقت.

نظرًا لأن السرعة هي نسبة الإزاحة مقابل الوقت ، فإن ميل الرسم البياني للموضع والوقت سيعطينا سرعة الجسم. إذا كان الجسم يتسارع لأسفل ، فسنحصل على إزاحة سالبة بمرور الوقت.

انظر إلى الرسم البياني التالي لإزاحة جسم منقوش في فترات زمنية مختلفة.

كيفية حساب السرعة السلبية
موقف الوقت الرسم البياني

يتضح من الرسم البياني أن إزاحة الجسم تقل بمرور الوقت. ضع في اعتبارك نقطتين على منحدر الرسم البياني (X1، ر1) و (X2، ر2). ميل الرسم البياني يساوي نسبة الاختلاف بين النقاط على المحور y للتغير على المحور x ، ومن ثم فإن ميل الرسم البياني للموضع والوقت سيعطينا سرعة الجسم.

نظرًا لأن الإزاحة تتأرجح مع مرور الوقت ، أو أن معدل تغير موضع تباطؤ جسم ما ينخفض ​​باستمرار ، فإن سرعة الجسم تكون سالبة. حسنًا ، الوقت غير قابل للعكس ولا يهم سوى موضع الكائن السرعة السلبية.

قراءة المزيد عن تسارع.

كيف تحسب السرعة السالبة من الرسم البياني للعجلة والوقت السالب؟

يقال إن الجسم يتسارع إذا تغيرت سرعته كثيرًا بمرور الوقت.

ومن ثم ، فإن التسارع هو نسبة التغيير في سرعة الجسم بالوقت اللازم لحدوث التغيير. يمكن حساب معدل تغير السرعة بضرب التسارع والوقت الذي يتم فيه تعديل التسارع.

بما أن العجلة سالبة ، فهذا يعني أن سرعة الجسم سالبة أيضًا. هذا في الحالة التي يكون فيها الجسم يتباطأ في الاتجاه المعاكس للحركة.

2 المشكلة:ضع في اعتبارك الرسم البياني التالي المرسوم لتسريع الجسم المقاس في مدة زمنية مختلفة.

كيفية حساب السرعة السلبية
الرسم البياني السلبي لوقت التسارع

بناءً على الرسم البياني أعلاه ، احسب سرعة الجسم عندما يكون الوقت t = 6 ثوانٍ. احسب أيضًا التغير في سرعة الجسم بين t1= 6 ثوانى و2= 8 ثوان.

حل: تسارع الجسم عند t = 6 sec هو -30 m / s2. بما أن العجلة مرتبطة بالسرعة بواسطة المعادلة

أ = ت /

ت = في

ت = -30 م / ث2* 6s = -180 م / ث

ومن ثم ، وفقًا للرسم البياني ، فإن سرعة الجسم في الوقت t = 6 ثوانٍ ، كان الجسم يتحرك بسرعة -180 م / ث. بما أن العجلة سالبة ، فهذا يعني أن سرعة الجسم سالبة أيضًا.

في الوقت t = 8 ثوانٍ ، تكون عجلة الجسم الظاهرة في الرسم البياني -40 م / ث2. ومن ثم فإن السرعة في هذه النقطة هي

أ = -40 م / ث2* 8s = -320 م / ث

لذلك فإن التغير في سرعة الجسم من t1= 6 ثوانى و2= 8sec هو

Δv = v2-v1

Δv = -320 - (- 180)

Δv = -140 م / ث2

 

ومن ثم ، فإن هذا يعني أن سرعة الجسم قد انخفضت إلى -140 م / ث2 خلال 2 ثانية.

قراءة المزيد عن السرعة السلبية والتسارع السلبي: لماذا وكيف ورسم بياني ومثال وحقائق مفصلة.

الأسئلة المتكررة

كيف تحسب الإزاحة من الرسم البياني الزمني للسرعة السالبة؟

الإزاحة هي حاصل ضرب سرعة الجسم خلال تلك الفترة.

نظرًا لأن إزاحة الجسم في الاتجاه العكسي ، فإن التغيير في موضع الجسم يكون سالبًا وبالتالي يكون الإزاحة سالبًا.

لماذا توجد السرعة السالبة؟

إذا كانت إزاحة الجسم بعيدة عن اتجاه حركته ، فإن التغيير في الموضع بالنسبة إلى الأصل يكون سالبًا.

نظرًا لأن إزاحة الجسم تكون سالبة ، فإن سرعة الجسم ستكون أيضًا سالبة لأن التغيير في الوقت يكون دائمًا موجبًا لأنه لا يمكن عكسه بينما يمكن عكس موضع واتجاه الحركة.

هل تؤثر درجة الحرارة على السرعة السلبية للجسيم؟

يكتسب النظام طاقة داخلية عندما ترتفع درجة حرارة النظام.

يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى ضبط الجسيم في حركة رشيقة ومن ثم زيادة السرعة وبالتالي زيادة تسارع الجسيم.

ماذا تقصد بالسرعة النسبية السالبة؟

يتم حساب حركة الجسم بالنسبة إلى الجسم الآخر بالسرعة النسبية.

إذا كانت سرعة كلا الجسمين في نفس الاتجاه وكانت سرعة أحدهما أكبر مقارنة بالآخر ، فإن سرعة الجسم الأقل سرعة نسبية سالبة مقارنة بالجسم الآخر المتحرك.

كيف يمكن أن يكون ثابت السرعة السالب؟

يوفر يتم قياس السرعة لتكون سالبة إذا كانت إزاحة الجسم في الاتجاه المعاكس.

يوفر السرعة السلبية يمكن أن يكون ثابتًا إذا ظل معدل تغيير الموضع في الاتجاه العكسي لحركة كائن ما فيما يتعلق بالوقت كما هو.

كيف يمكنك معرفة التسارع من الرسم البياني الزمني للسرعة السالبة؟

التسارع هو تغير في سرعة الجسم بمرور الوقت. ومن ثم ، فإن العجلة ستكون مساوية لميل الرسم البياني للسرعة والوقت.

تشير السرعة السالبة إلى أن إزاحة الجسم في الاتجاه العكسي وإذا كانت السرعة تتناقص بمرور الوقت فإن تسارع الجسم سيكون سالبًا أيضًا.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات