فسر إذا طارت طائرة بسرعه ثابتة مقدارها ٥٠٠كم/ساعه فهل يمكن اعتبارها تتسارع.
الإجابة الصحيحة هي : نعم إذا قامت بتغيير اتجاهها.
إن فهم مفهوم التسارع أمر ضروري لوصف حركة الأجسام. بشكل عام، يُعرَّف التسارع على أنه معدل تغير السرعة بمرور الوقت. ومن ثم، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما إذا كانت الطائرة التي تحلق بسرعة ثابتة يمكن اعتبارها أنها تتسارع أم لا.
1. تعريف التسارع
التسارع هو كمية متجهة لها مقدار واتجاه. يقيس مقدار التسارع معدل تغير السرعة، بينما يشير اتجاهه إلى الاتجاه الذي تتغير فيه السرعة. يمكن أن يكون التسارع إيجابيًا (زيادة السرعة) أو سلبيًا (تناقص السرعة).
2. مكونات التسارع
هناك نوعان رئيسيان من التسارع:
- التسارع الخطي: وهو تغير في السرعة في خط مستقيم.
- التسارع الزاوي: وهو تغير في السرعة الزاوية حول محور الدوران.
3. الطائرة التي تحلق بسرعة ثابتة
عندما تحلق طائرة بسرعة ثابتة، فإن سرعتها اللحظية (المقدار والاتجاه) لا تتغير. وهذا يعني أن تسارعها الخطي يساوي صفرًا. ومع ذلك، قد لا تزال الطائرة تتسارع زاويًا إذا كانت تغير اتجاه حركتها.
4. التمييز بين السرعة والتسارع
السرعة هي مقياس لمدى سرعة جسم ما يتحرك، بينما التسارع هو مقياس لمدى تغير سرعة الجسم. يمكن أن يكون لجسم ما سرعة ثابتة ولكن تسارع غير صفري، ويمكن أن يكون له تسارع صفري ولكن سرعة غير ثابتة.
5. أمثلة على طائرة متسارعة
في حين أن الطائرة التي تحلق بسرعة ثابتة قد لا تتسارع خطيًا، إلا أنها قد تتسارع زاويًا في الحالات التالية:
- أثناء الإقلاع أو الهبوط
- أثناء المنعطفات
- أثناء القيام بحركات بهلوانية
6. أهمية التسارع
التسارع مهم في العديد من التطبيقات العملية، مثل:
- تصميم السيارات والطائرات
- تحليل الحركة في الرياضة
- دراسة الديناميكا الهوائية
لا تتسارع الطائرة التي تحلق بسرعة ثابتة خطيًا، لأن سرعتها اللحظية لا تتغير. ومع ذلك، فقد تتسارع زاويًا إذا كانت تغير اتجاه حركتها. من المهم التمييز بين السرعة والتسارع، حيث يمكن أن يكون للجسم سرعة ثابتة ولكن تسارع غير صفري، والعكس صحيح.