ما هي وحدة قياس التّسارع؟
يعرف التسارع (بالإنجليزية: Acceleration) بأنه مقدار التغيّر الذي يطرأ على سرعة جسمٍ ما مع مرور الزمن، حيث يقاس الزمن حسب النظام العالمي للوحدات بوحدة الثانية (ث) وتقاس السرعة بوحدة المتر لكل ثانية (م/ث)، وعليه فإن وحدة قياس التسارع هي متر لكل ثانية في الثانية؛ وتُقرأ متر لكل ثانية تربيع، ويرمز لها بالرمز (م/ث2)، ويرمز للتسارع في اللغة العربية بالرمز (ت)، بينما يرمز له في اللغة الإنجليزيّة بالرمز (a).[١]
كيفية حساب التسارع
يعرف التسارع في الفيزياء الكلاسيكيّة على أنه معدّل التغيّر في سرعة الجسم وفق نسبة زمنيّة معيّنة، وقد تكون هذه القيمة موجبة، وقد تكون سالبة، أو تساوي صفرًا،[٢] ويمكن حساب التسارع باستخدام القانون الآتي:[٣]
a=Δv/Δt
a=(Vf-Vi)/Δt
حيث إن:
a: التسارع.
Δv: التغير في السرعة.
Δt: التغير في الزمن.
Vf: السرعة النهائيّة.
Vi: السرعة الابتدائية.
أنواع التسارع
للتسارع عدة أنواع، وهي كما يأتي:
التسارع المتوسط والتسارع اللحظي
يعرف المفهوم العام للتسارع باسم التسارع المتوسّط (بالإنجليزيّة: Average acceleration) وهو التغير في سرعة الجسم على التغير في الزمن (في فترة زمنية)، أما التسارع اللحظي (بالإنجليزيّة: Instantaneous acceleration) فيعرف بأنه تسارع الجسم عند لحظة زمنية معينة أو فترة زمنية تؤول إلى الصفر، أي تسارع الجسم في لحظة زمنية معينة، ويعبّر عنه رياضيًّا بأنه المشتقّة الأولى لسرعة الجسم بالنسبة للزمن، ويمكن حساب التسارع اللحظي وفق القانون الآتي:[٤]
a=dv/dt
حيث إن:
a: التسارع اللحظي.
dv/dt: مشتقة السرعة بالنسبة للزمن.
التّسارع الدوراني والتّسارع المركزي
التّسارع الدوراني (بالإنجليزيّة: Rotational acceleration)؛ ويعرف أيضًا بالتسارع الزّاوي (بالإنجليزيّة: Angular acceleration)، وهو تغيّر السرعة الدورانيّة أو السرعة الزاوية لكل وحدة زمن؛ في الأجسام التي تتحرّك بشكل دائري، بينما يعرف التسارع المركزي (بالإنجليزيّة: Centripetal acceleration) بأنه تسارع الجسم أثناء الحركة الدائرية المنتظمة، ويكون اتجاهه دائما نحو المركز.[٥][٦]
أمثلة على حساب التسارع
فيما يأتي بعض الأمثلة على كيفية حساب التسارع:
بدأ جسم الحركة من السكون ثم وصلت سرعته إلى 12 مترًا لكل ثانية في زمن مقداره 3 ثوان، فما هو مقدار متوسّط تسارعه؟[٧]
المعطيات:
Vf: السرعة النهائية؛ ومقدارها 12 متراً لكل ثانية.
Vi: السرعة الابتدائية؛ وبما أن الجسم انطلق من السكون فإن مقدارها يساوي صفر.
Δt: الزمن؛ ومقداره 3 ثوان.
ولحل المسألة يجب وضع قانون متوسّط التسارع وتعويض المعطيات:
a=Δv/Δt
a=(Vf-Vi)/Δt
a=(12-0) / 3
a=12 / 3
م/ث a=4
يتحرّك جسم ويتسارع وفقًا لمعادلة السرعة الآتية V(t)=20t-5t2، فما مقدار التسارع اللحظي عند مرور زمنٍ مقداره 1 ثانية؟[٨]
لحساب التسارع اللحظي يجب أن إيجاد المشتقة الأولى لمعادلة السرعة، لأن مشتقة السرعة تساوي التسارع، ثم التعويض بقيمة الزمن المعطاة في المعادلة بعد إشتقاتها، وذلك كما يأتي:
a(t)=20-10t
تعويض قيمة الزمن، حيث إن t=1:
a(1)=20-10*(1)
م/ث a=10
المراجع
- ↑ "What is acceleration?", khan academy, Retrieved 6/8/2021. Edited.
- ↑ "acceleration", access science, Retrieved 3/8/2021. Edited.
- ↑ "What is acceleration?", khan academy, Retrieved 3/8/2021. Edited.
- ↑ "Instantaneous acceleration", compadre, Retrieved 4/8/2021. Edited.
- ↑ "angularacceleration", byjus, Retrieved 4/8/2021. Edited.
- ↑ "centripetal acceleration", britannica, Retrieved 4/8/2021. Edited.
- ↑ "What does acceleration mean?", khan academy, Retrieved 6/8/2021. Edited.
- ↑ "Average and Instantaneous Acceleration", University of Central Florida Pressbooks, Retrieved 6/8/2021. Edited.
