السؤال: بدأ جسم حركته من السكون وبعد 5 ثوان أصبحت سرعتة 20 م/ث احسب تسارع هذا الجسما
- الإجابة: إن معدل تسارع هذا الجسم يبلغ 4 أمتار في الثانية المربعة (4 م/ث²).
شرح الإجابة:
لفهم كيفية الوصول إلى هذه النتيجة، يجب أولاً أن نستوعب مفهوم التسارع في علم الفيزياء. فالتسارع ليس مجرد سرعة، بل هو مقياس لتغير هذه السرعة مع مرور الزمن. وفي الحالة التي بين أيدينا، لدينا معطيات واضحة: الجسم انطلق من حالة السكون، وهذا يعني أن سرعته الابتدائية كانت صفراً، ثم وصلت سرعته إلى 20 متراً في الثانية خلال فترة زمنية محددة وهي خمس ثوانٍ. إن هذه الأرقام هي مفاتيح الحل التي سنبني عليها تحليلنا.
وانطلاقاً من هذه المعطيات، نلجأ إلى القانون الأساسي الذي يحكم العلاقة بين هذه المتغيرات. ينص القانون على أن العجلة (التسارع) تساوي ناتج قسمة التغير في السرعة على الفترة الزمنية التي حدث فيها هذا التغير. رياضياً، يُصاغ الأمر كالتالي: التسارع = (السرعة النهائية – السرعة الابتدائية) ÷ الزمن. عند تطبيق هذا المبدأ على مسألتنا، نجد أن السرعة النهائية هي 20 م/ث، والسرعة الابتدائية هي 0 م/ث، والفاصل الزمني هو 5 ثوانٍ.
ويقودنا هذا التحليل إلى عملية حسابية مباشرة وبسيطة. نقوم بتعويض القيم في المعادلة: التسارع = (20 – 0) ÷ 5. ينتج عن ذلك أن التسارع يساوي 20 ÷ 5، والناتج النهائي هو 4. لكن الرقم وحده لا يكفي، فوحدة القياس هنا جوهرية للغاية؛ إنها “متر في الثانية المربعة” أو م/ث². هذه الوحدة تخبرنا بالقصة الكاملة، فهي لا تقيس السرعة، بل مقدار الزيادة في السرعة كل ثانية.
إقرأ أيضا:من القائل في حق فاطمة الزهراء عليها السلام ويلٌ لمن ظلمها، ويلٌ لمن ابتزّها حقّها، وويلٌ لمن هتك حرمتهاالأمر الذي يوضح لنا المعنى الفيزيائي العميق للنتيجة 4 م/ث². فهذا الرقم يعني أن سرعة الجسم المتحرك كانت تزداد بمقدار 4 أمتار في الثانية مع كل ثانية تمر. فبعد الثانية الأولى أصبحت سرعته 4 م/ث، وبعد الثانية الثانية بلغت 8 م/ث، وهكذا دواليك على نحو منتظم، وصولاً إلى سرعته النهائية البالغة 20 م/ث عند انقضاء الثواني الخمس. وبهذا، نكون قد حللنا المسألة وفهمنا أبعادها الحركية بشكل متكامل.