1 الدرس الأول الحركة في اتجاه واحد
قامت اليابان في عام 1964 م بتشغيل أول قطار كهربائي سريع (200كم/ساعة )
، ثم طوِّر هذا القطار حتي بلغت سرعته (270 كم/ساعة ) أطلقت علي هذا القطار
اسم " القطار الطلقة " ؛ يرجع اختلاف هذا القطار عن باقي القطارات المعتادة أن
كل عربة يحركها موتور خاص بها ، وبهذه الطريقة يمكن للقطار أن يتحرك
بسرعات عالية جدا ً .
هي تغير موضع الجسم أو اتجاهه بالنسبة لجسم آخر بمرور الزمن .
* أمثلة الحركة في اتجاه واحد *
- حركة المترو و القطار علي القضبان ، ففي هذه الحركة يتحرك القطار للأمام أو للخلف فقط
ولا يتحرك لأعلي أو لأسفل .. قد يكون مساره في خط مستقيماً أو منحنياً أو تركيباً منهما .
♫ إذا تحرك القطار في خط مستقيم سميت الحركة في خط مستقيم وفي اتجاه واحد .وهذه أبسط
أنواع الحركة .
نعلم جميعاً أن حركة بعض الأجسام حولنا توصف بالسريعة أو البطيئة ، توصف هذه
الحركة بالـــ(سرعة).
مثال :
أ- إذا تحركت سيارتان ، سيارة سوداء و الأخري بيضاء علي نفس الطريق (المسار) ولوحظ أن السيارة السوداء استغرقت فترة زمنية ( ن1 ثانية ) و السيارة البيضاء استغرقت ( ن2 ثانية ) .
# إذا علمت أن الفترة الزمنية ن1 أقل من الفترة الزمنية ن2 ، أي السيارتين تكون أسرع ؟ ولماذا ؟
- من البديهي أن تكون السيارة السوداء هي الأسرع لأن الفترة
الزمنية التي استغرقتها في قطع المسافة أقل من السيارة البيضاء .
ب- إذا تحركت السيارتان علي مسارين مختلفين في الطول و فرضنا أن السيارة السوداء سارت علي طريق طوله (ف1 متر ) و البيضاء سارت علي طريق آخر طوله (ف2 متر ) .
- إذا قطعت السيارتان الطريقين في نفس الفترة الزمنية عل الرغم أن ف1 أطول من ف2 ، أي السيارتين تكون أسرع ؟ ولماذا ؟
- من البديهي أن تكون السيارة الأولي هي الأسرع لأنها قطعت مسافة أطول من الأخري في نفس الزمن .
نستنتج من جميع ما سبق :
هناك عاملان يمكن بهما وصف الحركة :
1- المسافة التي يقطعها الجسم .
2- الزمن الذي يستغرقه في قطع هذه المسافة .
* من هذه العوامل نعرف كمية فيزيائية نسميها " السرعة "
إذا قطع جسم مسافة (ف) خلال فترة زمنية (ن)
فإن سرعة الجسم (ع) هي :
المسافة المقطوعة خلال وحدة الزمن .
أو
المسافة التي يقطعها الجسم في الثانية الواحدة .
السرعة =
* تقاس السرعة بوحدة متر / ثانية أو ( كيلومتر / ساعة ) .
* تقاس المسافة بوحدة الكيلو متر أو المتر .
* يقاس الزمن بوحدة الساعة أو الثانية .
مثال : قطع عداء مسافة 100 متر من مضمار سباق مستقيم خلال 10 ثواني .. احسب سرعة هذا العداء .
1- قطعت سيارة سباق 900 كم في زمن قدره ساعتان ونصف كم تكون سرعة هذه السيارة ؟
2- يتسابق عداءان مسافة 100 متر قطعها الأول في 10 ثواني و الثاني في 20 ثانية احسب سرعة كلاً منهما .
3- تسير سيارة بسرعة 70 كم/ ساعة فقطعت مسافة 140 كيلومتر فما هو الزمن اللازم لإستغراق الرحلة .
* تزود الطائرات و السيارات عادة بمجموعة من العدادات مثل عداد السرعة والمسافة
و بوصلة الاتجاهات .
* يساعدنا عداد السرعة في السيارة مثلاً في معرفة السرعة مباشرة ، فإذا كان العداد
يشير إلي رقم 70 فهذا يعني أن سرعة السيارة 70 كيلو متراً / ساعة أي ما يعادل
تقريباً 20 متراً / ثانية إذا ظلت هذه القراءة ثابتة أثناء سير السيارة فهذا يعني أن
السيارة تتحرك بسرعة منتظمة .
هي السرعة التي يقطع فيها الجسم مسافات متساوية في فترات زمنية
متساوية .
الشكل التالي يمتل سيارة متحركة علي طريق مستقيم :
من الشكل السابق :
1- ما المسافة التي تتحركها السيارة في الثانية الواحدة ؟ .................
2- هل تقطع السيارة مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية ؟
3- ما سرعة السيارة ؟ ................ متر / ثانية .
4- هل تسير السيارة بسرعة منتظمة ؟
ع = للسرعة النتظمة
حيث (ف) هي المسافة المقطوعة خلال فترة زمنية (ن)
السرعة المنتظمة لجسم ما ، يصعب تحقيقها عملياً ؟
لأن سرعة الجسم تتغير بحسب أحوال الطريق ، فهي
احيانا تتزايد واحياناً تتناقص .
* و لذلك تسير السيارة بسرعة غير منتظمة .
المسافة الكلية التي يقطعها الجسم المتحرك مقسومة علي الزمن الكلي المستغرق لقطع هذه المسافة
السرعة المتوسطة = ؛ ع =
* السرعة المتوسطة هي السرعة المنتظمة التي يتحرك بها الجسم فيقطع نفس المسافة في نفس الزمن اللازم لقطع هذه المسافة .
* عندما تكون السرعة المتوسطة للجسم تساوي السرعة المنتظمة ( ع = ع ) في هذه الحالة توصف الحركة بأنها حركة منتظمة .
* عندما تكون السرعة المتوسطة للجسم لا تساوي السرعة المنتظمة (ع = ع ) فإن الجسم يقطع مسافات متساوية في أزمنة غير متساوية أو يقطع مسافات غير متساوية في أزمنة متساوية ومن ثم تكون السرعة غير منتظمة .
مثال : قطع عداء مسافة 100 متر من مضمار سباق مستقيم خلال 10 ثواني ، ثم رجع مشياً علي الأقدام فاستغرق 80 ثانية للعودة إلي نقطة البدء احسب :
1- السرعة المتوسطة للعداء وهو ذاهب ؟
2- السرعة المتوسطة للعداء وهو عائد ؟
3- السرعة المتوسطة للعداء خلال الرحلة ؟
إذا كان هناك شخص يراقب سيارات تتحرك علي الطريق أحدهما تسير بسرعة 80 كم / ساعة و الأخري تسير بسرعة 90 كم / ساعة في نفس الاتجاه هذا الشخص يسمي ( المراقب ) فإن :
* سرعة السيارة البطيئة بالنسبة للمراقب الذي يقف علي الأرض = 80 كم / ساعة .
* سرعة السيارة السريعة بالنسبة للمراقب الذي يقف علي الأرض = 90 كم / ساعة .
* أما سرعة السيارة السريعة بالنسبة لشخص يراقبها من داخل السيارة البطيئة = 10 كم / ساعة .
- هل اختلفت سرعة السيارة بالنسبة للمراقب أم لا ؟
الاستنتاج
مقدار سرعة السيارة بالنسبة للمراقب علي الأرض يختلف سرعة جسم متحرك بالنسبة لمراقب .
عن مقدار سرعة السيارة بالنسبة لمراقب آخر في ســــــيارة
متحركة .
