3 رسوم بيانية للسرعة النسبية: مع تفسيرات يجب أن تعرفها


تصف السرعة النسبية سرعة جسم فيما يتعلق بجسم آخر قد يكون تحت الحركة أو السكون.

إذا كان من المفترض أن تفسر السرعة النسبية على الرسم البياني ، فيسمى الرسم البياني للسرعة النسبية. يساعد هذا الرسم البياني في وصف نوع الحركة التي يمر بها الكائن في ذلك الوقت. في هذا المنشور ، سوف نفسر بإيجاز أنواعًا مختلفة من الرسوم البيانية للسرعة النسبية.

يمكن تصنيف الرسم البياني للسرعة النسبية على أنه رسم بياني للسرعة النسبية موجب وسالب وصفر بناءً على اتجاه اتجاه الحركة في المسار.

الرسم البياني للسرعة النسبية الموجبة

ايجابي تعني السرعة النسبية أن حركة كل من الكائن والجسم المرجعي ستكون في نفس الاتجاه بحيث عندما يتم رسم رسم بياني لهذين السرعتين النسبيتين ، سيكون الرسم على محور تنسيق إيجابي ؛ يسمى هذا التفسير الرسومي بالسرعة النسبية الإيجابية.

ملف: النسبي velocity.svg - ويكيميديا ​​كومنز
السرعة النسبية لبعض الأشياء
صورة ائتمانات: المشاعات ويكيميديا

على سبيل المثال ، افترض أنه من المفترض أن تقود سيارة على طريق باتجاه واحد ، وأن شخصًا آخر يركب دراجة على نفس الطريق بجوارك في نفس الاتجاه ؛ إذن ، أنت وراكب الدراجة في حالة حركة نسبية. تتناسب سرعات كل من سيارتك ودراجتك بشكل إيجابي مع بعضها البعض. إذا قمت بقياس سرعات كل من السيارة والدراجة ثم قمت بتفسيرها على الرسم البياني ، فسيكون الرسم الناتج رسمًا بيانيًا موجبًا للسرعة النسبية.

كما في الرسم البياني للسرعة النسبية الموجبة ، كلا الجسمين في نفس الاتجاه ، وتقل السرعة النسبية الإجمالية بين الجسمين.

الرسم البياني للسرعة النسبية السالبة

عندما يكون جسمان تحت الحركة بالنسبة لبعضهما البعض ولكن في الاتجاه المعاكس ، فإن مخطط السرعات الخاصة بهما في الحركة المتساوية والمعاكسة لهذا الجسم يسمى الرسم البياني للسرعة النسبية السالبة.

يوفر السرعة النسبية السلبية يتم ملاحظتها على الطريق ذات الاتجاهين ، حيث تتحرك المركبات في اتجاهين مقابل بعضها البعض. لنفترض أننا قمنا بقياس السرعات من خلال اعتبار مركبتين تتحركان في الاتجاه المعاكس. في هذه الحالة ، ستكون سرعة إحدى المركبات في الاتجاه المعاكس ، مثل التحرك نحو المحور السالب.

تزداد السرعات النسبية الإجمالية في الرسم البياني للسرعة النسبية السالبة كلما تحركت في اتجاهين متعاكسين.

الرسم البياني للسرعة النسبية غير الصفرية

شيئين يتحركون بالنسبة لبعضهم البعض مع تغيير سرعتهم بمعدل ثابت ، يُطلق على مخطط هذا التغيير في السرعة النسبية رسم بياني للسرعة النسبية غير الصفري.

يمكن الحصول على الرسم البياني للسرعة النسبية غير الصفرية عندما يكون جسمان في وضع مختلف في أوقات مختلفة. غالبًا ما تتغير سرعة كلا الجسمين بالنسبة لبعضهما البعض. بمعنى آخر ، يمكننا القول أنه إذا كانت زاوية كلتا سرعات الجسم مختلفة ، فإن السرعة النسبية بين جسمين تكون غير صفرية.

ملف: Relative motion.svg - ويكيميديا ​​كومنز
السرعات النسبية الموجبة والسالبة وغير الصفرية
صورة ائتمانات: ويكيميديا ​​مشتركةs

موضع الرسم البياني عندما تكون السرعة النسبية صفرًا

عندما تكون السرعة النسبية صفرًا ، وإذا رسمناها على الرسم البياني للموضع والوقت ، نحصل على خطين متوازيين مستقيمين بنفس زاوية الميل. هذا يعني أن جسمين يتحركان معًا بنفس السرعة في نفس الوقت.

عندما تكون السرعة النسبية صفراً ، فإنها لا تعتمد على اتجاه حركة الجسم. يعتمد فقط على السرعة والفاصل الزمني. يجب أن يقطع الجسم نفس المسافة وبنفس السرعة في نفس الفترة الزمنية المحددة.

ويرد أدناه الرسم البياني للموضع والوقت عندما تكون السرعة النسبية صفرًا.

الرسم البياني للسرعة النسبية
الرسم البياني للموضع والوقت عندما تكون السرعة النسبية صفرًا

في الرسم البياني ، هناك كائنان A و B تحت الحركة مصوَرين باستخدام خطين متوازيين مستقيمين. ميل الخطوط هو نفسه ، وتتغير سرعتها بمعدل ثابت في نفس الفترة الزمنية.

موضع الرسم البياني عندما تكون السرعة النسبية سالبة

على الرسم البياني للموضع والوقت ، يتم تمثيل السرعة النسبية السلبية بخطين في الاتجاه المعاكس. أحدهما يتحرك على طول المحور الإيجابي ، والآخر يتحرك نحو المحور السلبي الذي يمثل الاتجاه المعاكس للحركة.

يمثل الرسم البياني أدناه الرسم البياني للموضع والوقت عندما تكون السرعة النسبية سالبة.

الرسم البياني للسرعة النسبية
الرسم البياني للسرعة النسبية السالبة

من الرسم البياني ، يتحرك الكائن "أ" بالنسبة إلى الكائن "ب". يتحرك كلا الجسمين في الاتجاه المعاكس ؛ ومن ثم ، فإن السرعة النسبية بين جسمين أكبر من حجم السرعات الفردية.

موضع الرسم البياني عندما تكون السرعة النسبية غير صفرية

نحن نعلم بالفعل أنه عندما تكون السرعة النسبية غير صفرية ، فإن سرعات كلا الجسمين المتحركين تتغير بالتساوي في مواضع مختلفة في فترة زمنية معينة. على الرسم البياني للموضع والوقت ، نحصل على خطين مستقيمين متوازيين في فترة زمنية غير متساوية ، وميلهما غير متساوٍ أيضًا.

الرسم البياني للموضع والوقت عندما السرعة النسبية هو غير صفري معطى أدناه.

الرسم البياني للسرعة النسبية
الرسم البياني للسرعة النسبية لوقت الموضع غير الصفري

يوضح الرسم البياني بوضوح أن كائنين يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض. السرعة ليست صفرا أو ثابتة ، لكنها تتغير بمعدل ثابت. يغير الكائن B سرعته بشكل متكرر أكثر من الكائن A. ، لذلك نحصل على خطين متوازيين غير متساويين.

كيف تجد السرعة النسبية على الرسم البياني؟

لإيجاد السرعة النسبية على التمثيل البياني ، كل ما نحتاجه هو رسم التمثيل البياني للموضع والوقت. على الرسم البياني xt ، يعطي الميل السرعة. الفرق بين ميل الخطين الموضحين في الرسم البياني xt الذي يمثل الحركة النسبية يعطي السرعة النسبية.

ضع في اعتبارك الرسم البياني للموضع والوقت لكائنين تحت الحركة. لنفترض أن ميل الكائن A يساوي m1 ، ويكون ميل الكائن B يساوي m2. يتم حساب السرعة النسبية على النحو التالي.

ميل الجسم أ هو

ميل الجسم ب هو

م 1 = PQQRm1 = PQQR

م 2 = XYYZ

السرعة النسبية لـ A بالنسبة إلى B هي

vrel (AB) =m1-m2

والسرعة النسبية لـ B بالنسبة إلى A هي

vrel (BA) =m2-m1

حل المسائل على الرسم البياني للسرعة النسبية

المشكلة 1) الرسم البياني للموضع والوقت للهيئتين مذكور أدناه. أوجد السرعة النسبية للجسم الثاني بالنسبة إلى الجسم الأول.

الرسم البياني للسرعة النسبية
موقف الوقت الرسم البياني لمشكلة معينة

حل:

من الرسم البياني أعلاه ، موضع ووقت الكائنين ، يمكن حساب المنحدر على النحو التالي

م 1 = QRPQ

م 1 = 12

m1= 0.5 وحدة

م 2 = YZXY

م 2 = 22

m2= 1 وحدة.

السرعة النسبية للجسم

vrel (BA)=m2-m1

vrel (BA) =1

vrel (BA) =0.5 م / ث.

المشكلة 2) أوجد السرعة النسبية لأجسام معينة ممثلة في الرسم البياني للموضع والوقت الموضح أدناه.

الرسم البياني للسرعة النسبية
رسم بياني للموضع والوقت

حل:

يتم حساب ميل الجسم الأول على أنه

م 1 = QRPQm1 = 1.52

m1= 0.75 وحدة.

يُعطى ميل الجسم الثاني كـ

م 2 = YZXY

م 2 = 1.92.1

m2= 0.904 وحدة.

نظرًا لأن حركة الجسم B معاكسة لحركة A ، فإن قيمة ميل B يجب أن تكون سالبة بالنسبة إلى A. وبالتالي ، يمكن إعادة كتابة الميل m2 على النحو التالي

m2= -0.904 وحدة.

وبالتالي يتم حساب السرعة النسبية كـ

vREL= م 1 م 2 = 0.75 - (- 0.904)

vREL= + 0.75 0.904

vREL= 1.654 م / ث.

المسألة 3) أوجد السرعة النسبية من الرسم البياني لموضع الوقت أدناه.

الرسم البياني للسرعة النسبية
الرسم البياني للسرعة النسبية الصفرية xt

حل:

من الرسم البياني أعلاه ، يبدو أن كلا الجسمين يتحركان بنفس السرعة في وقت واحد. في هذه الحالة ، ستكون السرعة النسبية صفرًا.

أي ، vA=vB

vREL= 0.

المسألة 4) احسب السرعة النسبية من التمثيل البياني.

الرسم البياني للسرعة النسبية
مخطط xt لإيجاد السرعة النسبية

حل:

من الرسم البياني أعلاه ، يكون ميل الجسم الأول

م 1 = PQQR

م 1 = 21.5

m1= 1.33 وحدة.

م 2 = XYYZ

م 2 = 0.51.6

m2= 0.312 وحدة.

السرعة النسبية للكائنين A و B هي

vAB= 1.33-0.312

vAB = 1.018 وحدة.

في الختام

في هذا المنشور تعلمنا رسم الرسم البياني للسرعة النسبية لأنواع مختلفة والتي تعتمد بشكل كبير على اتجاه الحركة. وأيضًا شرح موجز لرسم الرسم البياني للموضع والوقت والذي يحدد سلوك جميع أنواع السرعة النسبية على الرسم البياني.

كيرثي مورثي

أنا Keerthi K Murthy ، لقد أكملت التخرج في الفيزياء ، مع التخصص في مجال فيزياء الجوامد. لطالما اعتبرت الفيزياء كموضوع أساسي مرتبط بحياتنا اليومية. كوني طالب علوم أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في الفيزياء. ككاتب ، هدفي هو الوصول إلى القراء بالطريقة المبسطة من خلال مقالاتي. تصلني - keerthikmurthy24@gmail.com

آخر المقالات

رابط إلى هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيدروكسيد الصوديوم عبارة عن قاعدة غير عضوية قوية ذات كتلة مولية 40 جم / مول. دعونا نناقش المزيد من هيدروكسيد الصوديوم في المقالة التالية. NaOH عبارة عن قاعدة معدنية قلوية ، لذا فإن طبيعة القاعدة قوية جدًا. إنه أيوني ...