عندما ندرس حركة الأجسام، نجد أن بعض الأجسام تتحرك بسرعة تتغير بشكل منتظم مع مرور الوقت. هذه الحركة تسمى الحركة بتسارع ثابت، ويعني أن سرعة الجسم تتغير بمقدار ثابت لكل وحدة زمنية. لفهم السبب وراء هذه الظاهرة، علينا النظر إلى القوى المؤثرة على الجسم وقوانين الحركة.
1. التسارع وقوة الجسم
التسارع هو معدل تغير سرعة الجسم بالنسبة للزمن، ويرمز له بالرمز aaa. حسب قانون نيوتن الثاني:
F=m⋅aF = m \cdot aF=m⋅aحيث:
FFF هي القوة المؤثرة على الجسم،
mmm كتلة الجسم،
aaa التسارع.
إذا أثرت قوة ثابتة على جسم كتلته ثابتة، فإن التسارع الناتج سيكون ثابتًا أيضًا. وهذا يفسر سبب تحرك الجسم بتسارع ثابت.
- الاجابة : الاجابة : لكي يتحرك الجسم بتسارع ثابت لابد أن تؤثر عليه قوة محصلة باستمرار.
2. أمثلة على الحركة بتسارع ثابت
سقوط جسم في الفراغ تحت تأثير الجاذبية الأرضية فقط، حيث يكون تسارعه ثابتًا ويعرف بتسارع الجاذبية (g≈9.8 م/ث²g \approx 9.8 \, \text{م/ث²}g≈9.8م/ث²).
سيارة تتحرك على طريق مستقيم وتطبق قوة دفع ثابتة بمحركها، فتزداد سرعتها بشكل منتظم.
3. الخصائص الرئيسية للحركة بتسارع ثابت
زيادة أو نقصان السرعة بشكل منتظم: كل ثانية تزداد سرعة الجسم بمقدار ثابت.
العلاقة بين السرعة والزمن: يمكن حساب سرعة الجسم في أي لحظة باستخدام المعادلة:
v=v0+a⋅tv = v_0 + a \cdot tv=v0+a⋅tحيث v0v_0v0 السرعة الابتدائية، وttt الزمن.
المسافة المقطوعة: المسافة التي يقطعها الجسم تتغير بشكل غير خطي، وفقًا للمعادلة:
s=v0⋅t+12a⋅t2s = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} a \cdot t^2s=v0⋅t+21a⋅t24.
الجسم يتحرك بتسارع ثابت عندما تؤثر عليه قوة ثابتة. هذه الحركة مهمة جدًا في الفيزياء لأنها تساعدنا على التنبؤ بموقع الجسم وسرعته في أي لحظة، وفهم كيفية تأثير القوى على حركة الأجسام في حياتنا اليومية.
