ما هي السرعة السلبية الثابتة: لماذا ، وكيف ، ومتى ، وأمثلة على المشكلة


تتناول المقالة ما هي السرعة السلبية الثابتة مع بعض أمثلة المشكلة التي تم حلها.

يتم تحديد السرعة السلبية الثابتة من خلال قيم الإزاحة. إذا زاد مع مرور الوقت ، فإن الجسم يتحرك بشكل مستقيم بسرعة موجبة ثابتة. ولكن إذا انخفض مع الوقت ، فإن الجسم يتحرك في الاتجاه المعاكس أو المعاكس بسرعة سلبية ثابتة.  

منذ السرعة هي كمية متجهة ، يمكن أن تكون موجبة أو سالبة حسب اتجاهها ، والتي تحددها إزاحتها. عندما لا صافي القوة ينطبق ، يتحرك الجسم بسرعة ثابتة في نفس الاتجاه ، سواء كان مستقيمًا أو متعاكسًا. في ال المادة السابقة، ناقشنا ذلك بدقة سرعة موجبة ثابتة عندما يتحرك الجسم في اتجاه مستقيم

في مجلة الرسم البياني لوقت الإزاحة رسم مخطط للإزاحة المتناقصة لكل وحدة زمنية لجسم يتحرك في الاتجاه المعاكس ، نحصل على خط مستقيم منحدر رأسي. يبدأ المنحدر من قيمة إزاحة أعلى وينتهي بقيمة إزاحة أقل ، مما يرمز إلى السرعة السلبية الثابتة. 

ما هي السرعة السلبية الثابتة
ما هي السرعة السلبية الثابتة

يساعدنا الرسم البياني أيضًا في حساب قيمة السرعة السالبة الثابتة من ميلها. 

v = ق2-s1/t2-t1

اقرأ المزيد حول كيفية حساب السرعة من القوة والكتلة.

احسب السرعة السالبة الثابتة للسيارة من الرسم البياني أدناه للإزاحة مقابل الرسم البياني الزمني. 

وقت النزوح الرسم البياني
وقت النزوح الرسم البياني

معطى:

من الرسم البياني ،

s1 = 60m

s2 = 0m

t1 = 0 ثوان

t2 = 6 ثوان

لايجاد:

v  =?

المعادلة:

v =s2-s1/t2-t1= Δs / Δt (s)

حل:

يتم حساب السرعة السلبية الثابتة للسيارة على النحو التالي ،

v= ق2-s1/t2-t1

استبدال جميع القيم ،

v= 0 -60 / 6-0

v = -10

السرعة السلبية الثابتة للسيارة هي -10 م / ث.

اقرأ المزيد عن السرعة الأفقية.

كيف تكون السرعة الثابتة سالبة؟

السرعة الثابتة سالبة حيث تقل إزاحة الجسم بمرور الوقت.  

تصبح السرعة الثابتة سالبة عندما تقل إزاحة الجسم بمرور الوقت. يحدث ذلك لأن الجسم يتحرك في الاتجاه المعاكس بعد السفر مسافة معينة مستقيمة بسرعة موجبة ثابتة. 

نظرًا لعدم وجود قوة خارجية ، لا يمكن للجسم أن يتسارع في أي اتجاه آخر ، ويتحرك بسرعة ثابتة. ولكن نظرًا لأنها تتحرك ، فإن إزاحتها تختلف مع مرور الوقت. ومن ثم ، فإن قيمة السرعة الثابتة إما موجبة أو سالبة ، اعتمادًا على الإزاحة إما أن تتزايد أو تتناقص. 

يوضح الرسم البياني لوقت الإزاحة كلاً من السرعة الثابتة الإيجابية والثابتة عندما يتحرك الجسم للأمام وللخلف. 

لنفترض أن سيارة تتحرك للأمام على منحدر منحدر لتل ، وهذا هو تسمى الحركة بالطاقة الإيجابية الثابتة. ولكن إذا لم يتمكن السائق من تسريع السيارة على مستوى مائل ، فإن السيارة تبدأ في التحرك للخلف ، ويطلق على حركتها سرعتها السلبية الثابتة.

كيف تكون السرعة الثابتة سالبة
كيف تكون السرعة الثابتة سالبة

اقرأ المزيد حول كيف تجعل الطائرة المائلة العمل أسهل.

ارسم رسمًا بيانيًا لوقت الإزاحة من البيانات التالية التي تتضمن الإزاحة بواسطة السيارة المتحركة على مستوى مائل لكل وحدة زمنية:

النزوح (متر)الوقت (بالثواني)
00
201
402
603
804
1005
1006
907
808
709
6010
وقت النزوح الرسم البياني
وقت النزوح الرسم البياني

احسب أيضًا السرعة الموجبة الثابتة والسرعة السلبية الثابتة للسيارة.

معطى:

لسرعة موجبة ثابتة-

s2: 80m

s1: 0 ثانية

t2: 4m

t1: 0 ثانية

للسرعة السلبية الثابتة:

s2: 60m

s1: 90m

t2: 10 ثانية

t1: 7 ثانية

المعادلة:

v= ق2-s1/t2-t1

حل:

يتم حساب السرعة الإيجابية الثابتة للسيارة على النحو التالي ،

v= ق2-s1/t2-t1

v = 80-0 / 4-0

v = 80 / 4

v = 20 م / ث

تتحرك السيارة على مستوى مائل بسرعة موجبة ثابتة تبلغ 20 م / ث.

يتم حساب السرعة السلبية الثابتة للسيارة على النحو التالي ،

v = ق2-s1/t2-t1

v = 90-60 / 10-7

v = 30 / 3

v = 10 م / ث

تتحرك السيارة على مستوى مائل بسرعة سالبة ثابتة تبلغ 10 م / ث.

اقرأ المزيد عن السرعة على مستوى مائل.

متى تكون السرعة الثابتة سالبة؟

السرعة الثابتة السالبة هي عندما يتحرك جسم في الاتجاه المعاكس. 

تكشف علامات السرعة الإيجابية والسلبية عن اتجاه حركة الجسم. لذلك عندما يتحرك جسم في الاتجاه المعاكس ، فإنه يتحرك بسرعة سلبية ثابتة. لكن هذا الاتجاه السلبي يتم تحديده بواسطة نظام الإحداثيات لتحديد الموضع. 

قد تكون الإزاحة النهائية لجسم ما إما صفرًا ، أو موجبة أو سالبة ، أو أكبر ، أو أصغر ، أو مماثلة للإزاحة الأولية. ومن ثم ، فإن سرعته الثابتة تكون أيضًا صفرية ، موجبة أو سالبة ، عندما لا يتم تطبيق أي قوة.

يوضح الرسم البياني لوقت الإزاحة أشكالًا مختلفة من المنحدرات لقيم مختلفة للسرعات السالبة. هذا يعني أن المنحدر يظهر لأسفل أكثر للقيمة العالية للسرعة السلبية الثابتة من القيمة المنخفضة للسرعة السلبية ، مما يوضح أي جسم يتحرك أسرع من الآخر.

عادة، نحن نقدر السرعة على أنها موجبة. في المقابل ، لا نعبر عن السرعة بقيمة سالبة. لذلك، ال ثابت يتم التعبير عن السرعة السالبة على أنها السرعة النسبية الحركة بين شيئين. الاتجاه الأمامي لكائن واحد هو عكس الاتجاه الآخر عندما يتحرك كلاهما بشكل معاكس. يتم تحديد الحركة النسبية بين كائنين متحركين بشكل معاكس من خلال نظام الإحداثيات (س ، ص ، ض ، ر).

افترض أن اثنين من الرياضيين ، A و B ، يجران عكس بعضهما البعض بسرعة ثابتة. بالنسبة للرياضي "أ" ، فإن الرياضي "ب" يركض بسرعة سلبية ثابتة. ومن ثم نقول إن الرياضي B يركض بسرعة سلبية ثابتة بالنسبة للرياضي A. بينما بالنسبة للرياضي B ، فإن الرياضي A يركض بسرعة سلبية ثابتة. لذلك يمكننا القول إنها سرعة سلبية ثابتة للرياضي "أ" بالنسبة للرياضي "ب".

متى تكون السرعة الثابتة سالبة
متى تكون السرعة الثابتة سالبة

اقرأ المزيد عن الحركة النسبية.

مثال على السرعة السلبية الثابتة

ثابت مثال السرعة السلبية يصور الحركة المعاكسة لكائن مذكور أدناه:

مستوى مائل

عند دفع الصندوق على منحدر يشبه المنحدر المنحدر، ينزلق بسرعة موجبة ثابتة حيث يدفعه في اتجاه أمامي موجب. لنفترض أننا تركنا الصندوق في منتصف الطريق عبر المنحدر ؛ ينزلق للخلف على منحدر مائل في اتجاه سلبي. يمكننا القول إنه ينزلق بشكل معاكس بسرعة سالبة ثابتة.

باب أوتوماتيكي

إنه شيء آخر مثال حيث يتحرك الجسم بسرعة ثابتة في اتجاه إيجابي عندما ندفعها. ولكن إذا تركنا الباب بعد تجاوزنا ، فإنه يبدأ تلقائيًا في التحرك في الاتجاه المعاكس للإغلاق. أثناء هذه الحركة الأوتوماتيكية المعاكسة ، يتحرك الباب بسرعة سلبية ثابتة.

عجلة القيادة

إنها سرعة سالبة ثابتة مثال من حيث الحركة الدورانية. أثناء الدوران إلى اليسار أو اليمين أو الدوران على شكل حرف U ، نقوم بتدوير عجلة القيادة بالكامل في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة. في مثل هذه الحالة ، تتحرك عجلات القيادة بسرعة زاوية موجبة ثابتة. لتدوير السيارة ، نحتاج إلى تدوير العجلة في الاتجاه المعاكس مرة أخرى ، حيث تتحرك بسرعة زاوية سالبة ثابتة.

الاتصال بالهاتف القديم

مثال قديم يصور جسمًا يتحرك بثبات الحركة الزاوية. أثناء التعامل مع الهاتف ، نقوم بتدوير المتصل في اتجاه عقارب الساعة. ومن ثم فإن سرعتها الزاوية الثابتة موجبة.

ولكن عندما نترك التاجر بعد دورة واحدة ، فإنه يصل تلقائيًا إلى موضعه الأصلي. تصور الحركة المعاكسة التلقائية للهاتف القديم هذا الثابت السرعة الزاوية سلبي.

الربيع ممدد

عندما نمد الزنبرك إلى الأمام ، تزداد إزاحته بمرور الوقت ؛ ومن ثم يتحرك بسرعة موجبة ثابتة. لكن الربيع ال استعادة القوة التي تمكنها من استعادة موقعها الأصلي بعد تحرير التمدد. ومن ثم ، يتحرك الربيع مرة أخرى في الاتجاه المعاكس لاستعادة موقعه الأصلي بسبب قوة الربيع. نظرًا لأنه يتحرك في الاتجاه المعاكس ، فإن سرعته الثابتة سالبة.

امتدت المطاط

مثل المثال الأخير ، يمتد المطاط أيضًا بسرعة موجبة ثابتة في اتجاه إيجابي. لكن المادة المطاطية لها أيضًا قوة الاستعادة ، والتي تسمح لها باستعادة موقعها الأصلي. ومن ثم ، بعد أن نزيل التمدد على المطاط ، فإنه يتحرك في الاتجاه المعاكس لاستعادة بسبب قوة مرنة. لذلك ، سرعته الثابتة سالبة.

تتحرك السيارة

افترض أن صبيًا يقف على جانب الطريق. إذا كانت السيارة تتحرك بعيدًا عن الصبي ، فإن السيارة تتحرك في اتجاه إيجابي بسرعة موجبة ثابتة بالنسبة للسيارة نفسها وكذلك بالنسبة إلى الصبي على الطريق.

أما إذا تحركت السيارة نحو الصبي ، فإن السيارة تتحرك بسرعة موجبة ثابتة لنفسها فقط ؛ لكنه يتحرك بسرعة سلبية ثابتة بالنسبة للصبي.

مثال على السرعة السلبية الثابتة
مثال على السرعة السلبية الثابتة

تشغيل القطارات

عندما يعمل قطاران على مسارات سكة حديد منفصلة ، فإن tحركة الوريثة نسبية. لذلك ، واحد ثابت إيجابي تظهر السرعة بالسالب الثابت السرعة لقطار آخر والعكس صحيح.


مانيش نايك

مرحبًا ، أنا مانيش نايك أكملت درجة الماجستير في الفيزياء مع إلكترونيات الحالة الصلبة كتخصص. لدي ثلاث سنوات من الخبرة في كتابة المقالات في مادة الفيزياء. الكتابة ، والتي تهدف إلى توفير المعلومات الدقيقة لجميع القراء ، من المبتدئين والخبراء. في أوقات فراغي ، أحب قضاء وقتي في الطبيعة أو زيارة الأماكن التاريخية. يشرفني أن أكون جزءًا من LambdaGeeks. نتطلع إلى ربطك عبر LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/ أيضًا ، من أجل دليل السفر إلى ماهاراشترا ومقالات الحفاظ على التراث ، قم بزيارة موقع الويب الخاص بي Wandering Maharashtra - https://wanderingmaharashtra.com / travel-blogs /

آخر المقالات

رابط إلى هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

تلعب "أدوات الاقتران" و "الظروف المترابطة" نفس الدور من خلال ربط العبارات أو الجمل أو الجمل. دعونا نتحقق من الدور الذي يلعبه "إلى جانب" أثناء ربط الجمل. كلمة "بجانب" هي ...