لماذا السرعة كمية متجهة؟
تُعرّف السرعة المتجهة بأنها المعدل الذي يغير فيه الكائن موضعه، وهذا يعني أنها تعتمد على القيمة؛ أي قيمة السرعة التي يتحرك بها الجسم، وتعتمد أيضًا على الاتجاه، وهو الاتجاه الذي يتحرك به الجسم أيضًا، مثلًا إذا تحرك شخص ما خطوة للأمام وخطوة للوراء بنفس مقدار السرعة في كل مرة، فكم ستكون سرعته المتجهة؟ ستكون صفر، لأن موضع الجسم لم يتغير، فهو بحركته خطوة للأمام وللوراء بقي في مكانه الأصلي.[١][٢]
أيضًا يمكننا تفسير اعتبار السرعة كمية متجهة رياضيًا، حيث يتم حساب السرعة المتجهة بطرق عديدة أشهرها قسمة الإزاحة (Δr) على التغير في الزمن (Δt)، وتُعرّف الإزاحة بالتغير في موضع الجسم وهي كمية متجهة، ولأن السرعة كمية متجهة، توصف كمقدار واتجاه، فنقول إن سرعة جسم ما تبلغ 55 كم / الساعة، حيث يجب تضمين معلومات الاتجاه من أجل وصف سرعة الجسم بشكل كامل.[١][٢]
قد يبدو الفرق بين الكميات القياسية والمتجهة بسيط، ولكنه ليس كذلك، لأن الكميات العديدية تعتمد فقط على المقدار كدرجة الحرارة مثلًا، فهمي كمية عددية، لا نهتم إلا بقيمتها، ولكن الكميات المتجهة تعتمد على المقدار والاتجاه معًا، كالقوة مثلًا، لأن اتجاه القوة قد يؤثر على المسألة كاملة إذا كان لأعلى أو لأسفل، ونفس المفهوم ينطق على السرعة المتجه، لأنها تعتمد بشكل أساسي على المقدار والاتجاه معًا، حيث تختلف عبارة "تتحرك السيارة بسرعة 50 كم/الساعة شمالًا" عن عبارة "تتحرك السيارة بسرعة 50 كم/الساعة جنوبًا".
الفرق بين السرعة المتجهة والسرعة القياسية
غالبًا ما يتم وصف حركة الجسم بسرعته (والمقصود بها سرعته القياسية) وهي مقدار السرعة التي يتحرك بها الجسم دون أخذ الاتجاه بعين الاعتبار، وهي كمية قياسية أو عدية، يمكن اعتبارها على أنها المعدل الذي يقطع به الجسم المسافة، ويعني ذلك أن الجسم الذي يتحرك بسرعة يقطع مسافة كبيرة نسبيًا في فترة زمنية قصيرة، والجسم الذي يتحرك ببطء يقطع مسافة صغيرة نسبيًا في نفس الفترة الزمنية، أما الجسم الذي لا يتحرك على الإطلاق فله سرعة صفرية، أما السرعة المتجهة فكما تم شرحها سابقًا فهي المعدل الذي يغير فيه الكائن موضعه، لذلك فهي تعتمد على إزاحة الجسم، وبكلمات أخرى على اتجاهه.[٣][١][٢]
أيضًا يعتمد الفرق بين السرعة المتجهة والسرعة القياسية على كيفية تحرك الجسم على السطح، وهذا يعني هل أننا نصف حركة الجسم بالمسافة المقطوعة أم بالإزاحة، حيث تشير المسافة ببساطة إلى وحدة الطول التي يقطعها الجسم أثناء حركته، أما الإزاحة فتشير إلى تغيير موضع الجسم، وبكلمات أخرى، يمكن اعتبار المسافة على أنها قيمة عددية، أما الإزاحة فهي متجه، وتُحسب السرعة القياسية على أنها المسافة المقطوعة بمرور الزمن، وتُحسب السرعة المتجهة على أنها الإزاحة بمرور الوقت، وتعطى القوانين الرياضية لكلا التعبيرين كالآتي:[١]
السرعة القياسية = المسافة المقطوعة / الزمن
السرعة المتجهة = الإزاحة / الزمن
المراجع
- ^ أ ب ت ث "Speed and Velocity", physicsclassroom, Retrieved 2/9/2022. Edited.
- ^ أ ب ت "Speed and Velocity: Differences and Examples", study, Retrieved 2/9/2022. Edited.
- ↑ is the time rate,while velocity is a vector. "What's the Difference Between Speed and Velocity?", britannica, Retrieved 2/9/2022. Edited.
