السؤال: بالاعتماد على الرسم البياني أعلاه ما المسافة التي قطعتها السيارة بعد 4 s
شرح الإجابة:
عند تحليل الرسم البياني الذي يربط بين السرعة والزمن، فإن أول خطوة منهجية هي تحديد نوع الحركة التي قامت بها السيارة. يتضح من شكل المنحنى أن السرعة بقيت ثابتة عند قيمة 10m/s خلال الفترة الزمنية الممتدة من اللحظة صفر وحتى نهاية الثانية الرابعة. هذا الثبات في السرعة يدل على أن السيارة تتحرك بحركة منتظمة، أي دون أي تسارع أو تباطؤ.
ومن هنا، يصبح من الممكن استخدام العلاقة الرياضية المباشرة التي تربط بين المسافة والزمن في حالة الحركة المنتظمة، وهي:
المسافة = السرعة × الزمن
وبتطبيق هذه العلاقة على القيم المستخرجة من الرسم البياني، نحصل على:
المسافة = 10m/s × 4s = 40m
لكن لا يكفي الاكتفاء بالحساب العددي فقط، بل يجب فهم الأساس الفيزيائي الذي يدعم هذا الاستنتاج. في علم الحركة، يُعتبر منحنى السرعة–الزمن أداة دقيقة لتحديد الإزاحة، حيث أن المساحة الواقعة تحت المنحنى تمثل المسافة الكلية التي تقطعها الجسم المتحرك. وفي حالة السرعة الثابتة، تكون هذه المساحة عبارة عن مستطيل، طوله يمثل الزمن وعرضه يمثل السرعة.
وبالتالي، فإن مساحة هذا المستطيل هي:
المساحة = الطول × العرض = الزمن × السرعة = 4s × 10m/s = 40m
إقرأ أيضا:يبلغ ثمن ثلاجة ٣٢٠٠ ريال إذا تم الشراء بالتقسيط على ٨ شهور فكم يبلغ القسط الشهريهذا التفسير لا يكتفي بتقديم الإجابة النهائية، بل يربطها بمبدأ رياضي وفيزيائي واضح، مما يعزز الفهم العميق لدى الطالب ويمنحه قدرة على تعميم الفكرة على حالات مشابهة.
إقرأ أيضا:يحيط بالارض غلاف غازي يسمى الغلاف الجويومن زاوية تعليمية أوسع، فإن هذا النوع من الأسئلة يرسّخ لدى الطالب أهمية الربط بين التمثيل البياني والمعادلات الرياضية، ويحفّزه على التفكير التحليلي بدلاً من الحفظ المجرد. كما أنه يفتح المجال لفهم أعمق لمفهوم الإزاحة في سياق الحركة الخطية المنتظمة، ويؤسس قاعدة معرفية يمكن البناء عليها في مراحل دراسية لاحقة تتناول التسارع أو الحركة المنحنية.