كيفية حساب السرعة وتساؤلات حول السرعة والمسافة والزمن حيث أن جميع الأجسام الحية وغير الحية تتحرك بسرعة معينة عند تحركها، وتعتمد هذه السرعة على عدة عوامل ومؤثرات محيطة بهذا الجسم أو صادرة من الجسم نفسه، وهناك هو قانون لحساب سرعة الجسم، بناءً على معرفة بعض البيانات المرتبطة به. وفي مقالتنا القادمة سنتعرف على مفهوم السرعة وطرق حسابها وبعض الأمثلة عليها.
المحتويات
كيفية حساب السرعة
السرعة تساوي المسافة مقسومة على الوقت الذي يستغرقه قطع تلك المسافة. أي أنه إذا عرفنا المسافة والزمن فيمكننا حساب السرعة وفق القانون التالي:
- السرعة = المسافة ÷ الزمن.
- وبالرموز يكتب القانون بالشكل التالي: SR = x ÷ g حيث:
- سر: يشير إلى السرعة ويقاس بالمتر في الثانية (م/ث).
- F: تشير إلى المسافة التي يقطعها الجسم وتقاس بالمتر (م).
- G : يدل على الوقت ويقاس بالثواني (ثا).
- وفي الرموز الإنجليزية يتم حساب السرعة على النحو التالي: (السرعة = المسافة / الوقت)، وبالتالي S = D / T، حيث:
- السرعة: هي السرعة.
- المسافة: هي المسافة.
- الزمان : هو الزمان .
حساب السرعة بالكيلومترات
من المعروف أن وحدة قياس السرعة هي متر في الثانية، ولكن لحساب السرعة بالكيلومترات يجب تغيير وحدة القياس إلى كيلومتر في الثانية من خلال معرفة المعلومات التالية:
- لتحويل الأمتار إلى كيلومترات: كل متر يساوي 0.001 كيلومتر، أي أن الكيلومتر الواحد يساوي 1000 متر.
- على سبيل المثال، 100 متر يساوي 100 * 0.001 = 0.1 كيلومتر وهكذا.
- إذا كانت لدينا سرعة 5000 متر/ثانية، فإن السرعة بالكيلومترات هي 5000 * 0.001 = 5 كيلومتر/ثانية.
ما هو مفهوم السرعة؟
السرعة هي المعدل الذي يتغير فيه موضع الجسم في أي اتجاه، أو هو المعدل الذي تتغير به المسافة بالنسبة للوقت (أي المعدل الذي يتغير به موضعه)؛ وهي كمية فيزيائية متجهة، أي أنها تقاس بالحجم والاتجاه. السرعة المتوسطة للجسم (أو حتى الطاقة) هي سرعة حركته خلال فترة زمنية معينة، بغض النظر عن مدى تغير سرعته خلال هذه الفترة، على سبيل المثال، متوسط سرعة السيارة التي تسير بسرعة 60 كم في الساعة هو 60 كم في الساعة. وحتى لو توقفت في بعض الأحيان وركضت بسرعة 80 كيلومترا في الساعة في أوقات أخرى، وفقا للنظرية النسبية الخاصة، فهذه أعلى سرعة في الكون “ج”، والتي تشير إلى سرعة الضوء، ليست دقيقة للغاية، ولكن يمكنك القول، على سبيل المثال، أن الأمر يتعلق بـ “سرعة الضوء في الفراغ” أو “أعلى سرعة في الكون”. “ج” يساوي بالضبط 299,792,458 م/ث، وهو ما يعادل دوران الأرض سبع مرات في ثانية واحدة. لا يمكن للمادة أن تصل إلى سرعة الضوء بشكل كامل لأن ذلك يتطلب كمية لا حصر لها من الطاقة للحركة المستقيمة المنتظمة: السرعة = المسافة / الزمن.
مشاكل في السرعة والمسافة والزمن
يعد حل المشكلات أحد أكثر الطرق المفيدة لفهم وحفظ وتعلم القوانين الفيزيائية والرياضية. وفيما يلي نقدم مجموعة من المسائل المتعلقة بحساب السرعة والمسافة والزمن.
المثال الأول
سؤال: ما هي السرعة بوحدة م/ث إذا قطع السائق مسافة 4.5 كيلومتر في 10 دقائق؟
الحل : وهو كالتالي : أولا علينا تحويل وحدة القياس أي تحويل قيمة المسافة من كيلومتر إلى متر بضرب القيمة المعطاة في الرقم 1000 وتحويل الوقت من دقيقة واحدة إلى ثانية واحدة باستخدام القيمة المعطاة اضرب القيمة بالرقم 60 ثم عوض قانون المسافة وقم بإجراء الحسابات اللازمة:
- المسافة = 4.5 كم = 4.5 × 1000 = 4500 م.
- الوقت = 10 دقائق = 10 × 60 = 600 ثانية
- المسافة = السرعة × الزمن وبالتالي:
- السرعة = المسافة / الزمن .
- السرعة = 4500 / 600
- السرعة = 7.5 م/ث
المثال الثاني
سؤال: ما المسافة التي يقطعها القطار إذا سافر بسرعة 20 كم/ساعة لمدة 4 ساعات؟
الحل: الحل كالتالي: في هذه الحالة علينا إعادة ترتيب المعادلة وحلها كما يلي:
- السرعة = المسافة / الزمن
- المسافة = السرعة × الزمن والتبديلات
- المسافة = 20 كم/ساعة × 4 ساعات = 80 كم = 80.000 متر.
المثال الثالث
سؤال: إذا ركب شخص دراجة نارية مسافة 60 كيلومترا في 4 ساعات، فما هي سرعته مقاسة بالكيلومترات في الساعة؟
الحل: سيكون هكذا:
- السرعة = المسافة ÷ الزمن
- السرعة = 60 كم ÷ 4 ساعات = 15 كم/ساعة.
المثال الرابع
سؤال: إذا قطعت شاحنة مسافة 100 كيلومتر بسرعة 50 كيلومترًا في الساعة، فكم ساعة استغرقت الشاحنة للوصول إلى نهاية الطريق؟
الحل هو إنشاء قانون المسافة ثم استبدال القيم الواردة في السؤال وإجراء الحسابات اللازمة كما يلي:
- المسافة = السرعة × الزمن، وبالتالي:
- الزمن = المسافة / السرعة
- الوقت = 100/50 = 2
- وهذا يعني أن الزمن = ساعتين، لذا فقد استغرقت الشاحنة ساعتين للوصول إلى نهاية المسار الذي قطعته.
المثال الخامس
سؤال: إذا ركض رياضي على طول مضمار بسرعة 6 م/ث لمدة 60 ثانية خلال سباق السرعة، ما المسافة التي قطعها الرياضي؟
الحل: الحل هو إنشاء قانون المسافة ثم استبدال القيم الواردة في السؤال وإجراء الحسابات اللازمة كما يلي:
- المسافة = السرعة × الزمن
- المسافة = 6 × 60
- المسافة = 360 م
المثال السادس
سؤال: إذا كان شخص يمشي بسرعة متوسطة 4 كيلومترات في الساعة ويستغرق ساعتين، فكم من الوقت مشى هذا الشخص؟
الحل هو اتباع الخطوات التالية:
- المسافة = السرعة × الزمن .
- المسافة = 4 (كيلومتر/ساعة) × 2 (ساعة) = 8 كم
- يتم اختصار الساعة إلى الساعة بحيث تقاس المسافة بالكيلومترات.
- وهذا يعني أنه يمكن للإنسان أن يقطع مسافة 8 كيلومترات في ساعتين بمتوسط سرعة ثابت قدره 4 كيلومترات في الساعة.
بهذه السطور نكون قد وصلنا إلى نهاية مقالتنا التي شرحنا فيها كيفية حساب السرعة وطرح الأسئلة حول السرعة والمسافة والزمن. بالإضافة إلى ذلك قمنا بتوضيح ما هو مفهوم السرعة وكيفية حساب السرعة بالكيلومترات كما تناول المقال عرض العديد من الأمثلة التوضيحية ومسائل حساب السرعة والمسافة والزمن.