السؤال: بالاعتماد على الرسم البياني الذي يوضح تغير سرعة عداء أثناء سباق كالتالي: (صفر م/ث عند الزمن صفر ث، 4 م/ث عند الزمن 2 ث، 7 م/ث عند الزمن 4 ث، 10 م/ث عند الزمن 6 ث، 2 م/ث عند الزمن 8 ث، 10 م/ث عند الزمن 10 ث). ارسم منحنى (السرعة-الزمن) لحركته، وحدد الفترات الزمنية التي كان فيها تسارعه موجباً، والفترات التي كان فيها سالباً، وهل توجد فترة كان تسارعه صفراً؟
شرح الإجابة:
إن فهم حركة الأجسام من خلال الرسوم البيانية يمثل جوهر الفيزياء الحركية، فهو ليس مجرد أرقام بل قصة متكاملة للحركة. في حالة هذا العداء، يكشف لنا منحنى (السرعة-الزمن) عن استراتيجية السباق التي اتبعها لحظة بلحظة. إن مفهوم التسارع، في جوهره، هو مقياس لمعدل تغير السرعة المتجهة بمرور الزمن. وعندما ننظر إلى المنحنى البياني، فإن ميل الخط أو انحداره هو الترجمة المرئية الدقيقة للتسارع.
في المرحلة الأولى من السباق، الممتدة من لحظة الانطلاق (الزمن صفر) وحتى الثانية السادسة، نلاحظ أن سرعة العداء في تزايد مستمر، حيث ارتفعت من السكون التام (صفر م/ث) لتصل إلى ذروتها الأولى عند (10 م/ث). هذا الصعود في خط المنحنى البياني يشير بوضوح إلى أن التسارع كان موجباً؛ أي أن العداء كان يزيد من سرعته بشكل فعال. وانتقالاً إلى المرحلة الثانية، بين الثانية الثامنة والعاشرة، نرى تكراراً لهذا السلوك، حيث انطلق العداء من سرعة منخفضة (2 م/ث) ليرفعها مجدداً إلى (10 م/ث)، مما يؤكد وجود تسارع موجب آخر في هذه الفترة.
إقرأ أيضا:قاعدة المعلومات هي مجموعة من البيانات الأولية التي يمكن تغييرها وفرزها والبحث عنها بسرعة صواب خطأعلى النقيض تماماً، تأتي الفترة المحصورة بين الثانية السادسة والثامنة لتروي فصلاً مختلفاً من السباق. هنا، يهبط المنحنى بشكل حاد، إذ انخفضت سرعة العداء من (10 م/ث) إلى (2 م/ث). هذا الانحدار السالب في الرسم البياني هو التجسيد الفيزيائي للتسارع السالب، والذي يعرف أيضاً بالتباطؤ. في هذه اللحظات، لم يكن العداء يزيد من سرعته، بل كان يخفضها بشكل ملحوظ، ربما ليستعيد أنفاسه أو يستعد لمرحلة جديدة من السباق.
إقرأ أيضا:حل لغز يا أيها البدر الذي الفضل منه قد ظهر ابن لنا ما مفرد إذا جمعته عمرأما عن التسارع الصفري، فهو حالة فيزيائية خاصة تحدث فقط عندما تكون السرعة ثابتة لا تتغير. على الرسم البياني، يُمثَّل هذا الوضع بخط أفقي مستقيم تماماً، وهو ما لا نجده في أي فترة من فترات حركة العداء المعطاة. فسرعته كانت في تغير دائم، إما بالزيادة (تسارع موجب) أو بالنقصان (تسارع سالب). وبالتالي، يمكن الجزم بأنه لم يمر بأي لحظة ذات تسارع صفري خلال العشر ثوانٍ الأولى من السباق.