حينما نقول أن رجلاً ما يسكن على بعد ثلاثة شوارع من المكتبة، ثم أراد هذا الرجل استعارة كتاب عن الفيزياء، فخرج هذا الرجل من منزله في تمام الثالثة عصراً ووصل للمكتبة الساعة 3:23 وبعد الانتهاء من استعارة هذا الكتاب فقد دقت الساعة الثالثة والنصف، وحين عودته للمنزل قرر استقلاء سيارة أجرة بدل العودة على قدميه، ووقتها وصل البيت الساعة 3:40، في حال مناقشة هذا المثال فحتماً سيتم الخروج بنتيجة مشتركة، وهي أن سرعة الشخص أثناء ذهابه للمكتبة أكبر من سرعة عودته منها، لذا يمكن أن نخرج بفكرة عامة عن السرعة، هذه الفكرة أن السرعة تزداد حينما يتم قطع مسافة معينة بوقت أقل.
بحث عن السرعة المتجهة :
ومن أجل دراسة مفهوم الحركة فيزيائيا فعلينا بدراسة علم الميكانيكا الكلاسيكية الذي يهتم بدراسة الكينماتيكا أو علم الحركة، والذي يمكن فيه للدراس أن يتعرف جيداً على مفهوم الحركة بصورة أفضل وأكثر وضوحاً، ثم نعود للسرعة ويمكننا أن نقول أن السرعة في حياتنا اليومية يوجد لها نوعين، كلا النوعين يتم استخدامهما في التعبير عن شئ واحد، فيوجد السرعة القياسية والسرعة المتجهة، وبمقالنا سنتحدث عن السرعة المتجهة، من أجل فهمها بشكل أفضل.
مفهوم السرعة المتجهة :
هي مقدار التغير الذي يحدث في موقع الجسم بالنسبة لنقطة مرجعية معينة، وتتناسب السرعة المرجعية مع الزمن، فيتم قياس السرعة بواسطة المتر لكل ثانية.
أو هي كمية فيزيائية متجهة هذا الكمية بحاجة لمقدار واتجاه للتعبير عنها، فمثلا عندما نقول أن سيارة ما تتحرك بسرعة 50 كم/ساعة في الاتجاه الشمالي، إذا نعرف أن مقدار السرعة للسيارة هو 50 كم/ساعة، ونقول أن اتجاه حركة السيارة ناحية الشمال.
أقسام السرعة :
من الممكن أن نقوم بتقسيم السرعة عموماً إلى سرعة لحظية وسرعة متوسطة، بينما في حال السرعة المتجهة، فنجد أن السرعة المتجهة المتوسطة هي عبارة عن مقدار التغير بالإزاحة بعد قسمته على الزمن الكلي، مما يعني أن بحاجة لموضع ابتدائي وموضع نهائي، ونحتاج إلى زمن ابتدائي وزمن نهائي.
ومن هذا الشرح نستنتج أن السرعة المتجهة المتوسطة = Δف/ Δز
أما عن السرعة المتجهة اللحظية فيمكن تعريفها بأنها سرعة الجسم عندما يصل إلى لحظة ما، ومن الممكن أن نقوم بتصور الأمر فمن خلال القيام بتجميد الزمن ثم القيام بقياس سرعة الجسم عند هذه اللحظة، وحين القول بأن السرعة المتجهة فنحن بذلك نقصد السرعة المتجهة اللحظية.
كيف يتم تقدير السرعة المتجهة ؟
يمكننا تقدير السرعة المتجهة بالإزاحة التي يقوم الجسم بقطعها مقسومة على الوقت الزمني الذي تم استغراقه، وهي كمية متجهة من أجل تحديدها بشكل تام فمطلوب تحديد الاتجاه والمقدار، ويمكننا تقسيم السرعة المتجهة لقسمين:
- سرعة منتظمة أو ثابتة: هذه السرعة التي لو سار الجسم بها فإنه سوف يقطع نفس الإزاحة بنفس الفترة الزمنية.
- سرعة متجهة متوسطة: ولأن السرعة تتغير أثناء الحركة فلابد من القيام بتحديد السرعة التي يسير الجسم بها بدءاً من البداية الحركة حتى نهايتها، لذا فإننا نلجأ إلى حساب السرعة المتوسطة، والتي من الممكن رسمها بيانياً من أجل الحصول على ميل الخط المستقيم أو الحصول عليها بطريقة حسابية.
