ماذا يحدث عندما تتدحرج الكرة أعلى التل؟ إلى أي مدى يمكن أن تستمر في الارتفاع ومتى ستتوقف؟ الإجابات على هذه الأسئلة تتعلق بقوانين الميكانيكية أو الفيزيائية، وهي من بين الأساسيات التي يجب تعلمها في المراحل الأولى من الدراسة، ومن خلال ما يلي، سيتم إعطاء الإجابة على ما يحدث عندما تتدحرج الكرة هضبة.
ماذا يحدث عندما تتدحرج الكرة إلى أعلى التل
عندما تتدحرج الكرة لأعلى التل، فإن الكرة في لحظة التدحرج للأعلى لها لحظة محددة وتسارع محدد، ولكن تتعرض الكرة أثناء صعود التل لقوى مختلفة، بما في ذلك قوة الاحتكاك مع الهواء وقوة الاحتكاك بالأرض، وقوة الاحتكاك تعرقل حركتها وتعكسها وتساهم في التباطؤ التدريجي لسرعة الكرة. إذن ماذا يحدث عندما تتدحرج الكرة إلى أعلى التل، فإن الإجابة هي
- السرعة والتسارع متعاكسان، حيث تنخفض السرعة تحت تأثير التسارع السلبي في القيمة والعكس في الاتجاه، حتى اللحظة التي تكون فيها سرعة الكرة صفرًا وتصبح مساوية للصفر، ثم تتوقف الكرة للحظة ثم تحت يبدأ تأثير قوة الجاذبية في النزول مباشرة.
ما هو مفهوم السرعة
تُعرَّف السرعة بأنها معدل تغير المسافة التي يقطعها جسم مادي خلال فترة زمنية، وتُقاس بالمسافة بالنسبة إلى الوقت، ولكل سرعة قيمة واتجاه. يعتمد الوقت على الوقت الذي يستغرقه الجسم في قطع تلك المسافة، وهناك أنواع مختلفة من السرعة، منها
سرعة ثابتة
أي عندما يتحرك جسم ما بسرعة واحدة وفي اتجاه معين خلال فترة زمنية طويلة، فإنه ينتقل بنفس المسافات خلال نفس الفترات. إذا كانت سرعة جسم ما كيلومترًا واحدًا في الدقيقة، فإن الجسم بسرعة ثابتة يحتاج إلى عشر دقائق لقطع مسافة 10 كيلومترات.
متغيرة السرعة
إنها السرعة غير الثابتة، سواء في الاتجاه أو في القيمة، حيث يسافر الجسم المادي الذي له سرعة متغيرة مسافات مختلفة في نفس الفترات الزمنية، ويتم قياس مقدار التغير في السرعة بمفهوم التسارع. عندما يسقط جسم من الهواء باتجاه الأرض، يكون له سرعة متغيرة، وكذلك عند تشغيل المنحنيات، تتغير السرعة ويتغير اتجاهها.
السرعة أو الابتدائية
إنها السرعة المقاسة خلال فترة زمنية قصيرة جدًا حيث يكون التسارع صغيرًا جدًا وأقرب إلى الصفر.
السرعة النهائية
إنها السرعة التي يصل بها الجسم المادي إلى موقعه النهائي. على سبيل المثال، عندما يسقط جسم حر عبر الغلاف الجوي باتجاه الأرض، تختلف سرعته اللحظية عن سرعته أثناء عبوره الغلاف الجوي، وكذلك تختلف عن السرعة النهائية في لحظة سقوطه على الأرض.
السرعة
إنها السرعة المتوسطة لجسم خلال مسافة معينة، وهي الفرق بين السرعة الابتدائية والسرعة النهائية.
أنواع السرعة حسب مسار الحركة
هناك أنواع للسرعة تعتمد أيضًا على طريقة واتجاه الحركة، والنوعان الأساسيان للسرعة حسب المسار هما
- السرعة أو الزاوية عندما يتحرك الجسم في مسار دوراني، تقاس السرعة بالزاوية التي يدور بها الجسم خلال فترة زمنية، وتكون وحدة قياس سرعة الدوران راديان بالثواني.
- السرعة الخطية عندما يتحرك جسم المادة في خط مستقيم أو مسار خلال الفترات الزمنية.
مفهوم التسارع
إنه المعدل الذي تتغير به سرعة جسم ما بمرور الوقت، وهي قيمة لها اتجاه أيضًا. التسريع له ثلاث حالات
- سلبي عندما يكون اتجاه الحركة والسرعة معاكسين.
- موجب عندما يكون التسارع في نفس الاتجاه والسرعة.
- الصفر قيمته تساوي صفر عند السرعة الثابتة.
هنا ستكون قد أجبت على ما يحدث عندما تتدحرج الكرة فوق تل، بالإضافة إلى تقديم مفهوم السرعة والأنواع اعتمادًا على مسار الحركة، بالإضافة إلى تحديد مفهوم التسارع بشيء من التفصيل.