السؤال: ما تسارع السيارة الموضح بالرسم أدناه
شرح الإجابة:
لفهم تسارع السيارة الموضح في الرسم، نبدأ بتحليل البيانات الأساسية التي يوفرها الرسم البياني، وهي السرعة الابتدائية، السرعة النهائية، والزمن الذي استغرقته السيارة للوصول من الحالة الأولى إلى الثانية. هذه المعطيات الثلاثة تشكل الأساس الذي يُبنى عليه حساب التسارع، وهو معدل تغير السرعة خلال فترة زمنية محددة.
أولاً، نلاحظ أن السرعة الابتدائية للسيارة عند بداية الحركة تساوي 0 m/s، ما يعني أن السيارة بدأت من حالة سكون. بعد مرور 4 ثوانٍ، وصلت سرعتها إلى 10 m/s، وهذا يشير إلى أن هناك تغيراً منتظماً في السرعة خلال تلك الفترة. لحساب التسارع، نستخدم العلاقة الرياضية المباشرة:
a = (السرعة النهائية − السرعة الابتدائية) / الزمن
a = (10 − 0) / 4
a = 2.5 m/s^2
هذا الناتج يعبر عن أن السيارة تزداد سرعتها بمقدار 2.5 متر لكل ثانية في كل ثانية تمر. أي أن التسارع ثابت، وهو ما يُعرف في الفيزياء بالحركة بتسارع منتظم. هذا النوع من الحركة يحدث عندما تؤثر قوة ثابتة على الجسم، وهو ما يتوافق تماماً مع قانون نيوتن الثاني الذي ينص على أن القوة = الكتلة × التسارع.
من زاوية أخرى، يمكننا فهم هذا التسارع بأنه مؤشر على كفاءة أداء السيارة في الاستجابة للقوة المؤثرة عليها، سواء كانت ناتجة عن المحرك أو أي عامل خارجي. فكلما كان التسارع منتظماً وثابتاً، دل ذلك على أن القوى المؤثرة لا تتغير، وأن السيارة تتحرك في بيئة مستقرة نسبياً من حيث المقاومة والاحتكاك.
إقرأ أيضا:من أهم المعادن في بلادنا الحبيبة الذهب والفضة والنحاس والحديد والرصاص والقصديروبالعودة إلى الرسم، فإن الخط البياني الذي يمثل تغير السرعة مع الزمن يكون خطاً مستقيماً مائلاً، مما يؤكد أن التسارع ثابت. هذا الشكل البياني يُعد من أهم الأدوات البصرية التي تساعد الطالب على ربط المفاهيم الرياضية بالحركة الفيزيائية الواقعية، ويعزز فهمه للعلاقة بين السرعة والزمن والتسارع.
إقرأ أيضا:ماذا يجب أن تفعل عندما تشاهد رجلا يعبث بهاتفه المحمول في المسجد؟في النهاية، فإن قيمة التسارع 2.5 m/s^2 ليست مجرد رقم، بل هي تعبير دقيق عن سلوك السيارة خلال فترة زمنية محددة، وتُظهر كيف يمكن للطالب أن يستخدم القوانين الفيزيائية لفهم الظواهر الحركية وتحليلها بأسلوب علمي ومنطقي.