إذا دفعت صندوقاً كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن فما تسارع الصندوق

إن درس التسارع وكيفية حسابه من الدروس المهمة في حياة الطالب العملية ، ويعبر التسارع أو العَجَلة عن معدل تغير السرعة المتجهة بالنسبة للزمن ، فالتسارع عبارة عن كمية فيزيائية تدل على معدل تغير السرعة المتجهة في فترة زمنية محددة، من حيث الاتجاه و السرعة ، وعادةً ما يتم تطبيق مسائل مباشرة على هذا الدرس كما هو الحال في سؤالنا في هذه المقالة : إذا دفعت صندوقاً كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن فما تسارع الصندوق

إذا دفعت صندوقاً كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن فما تسارع الصندوق

التسارع كمية متجهة ، بمعنى أن لها مقدارًا واتجاهًا. يتم تحديد اتجاه تسارع الجسم من خلال اتجاه القوة الكلية المؤثرة على هذا الجسم. كمية تسارع كائن ما، كما تم وصفها بقانون نيوتن الثاني، هي عبارة عن التأثير المشترك لسببين، هما:

• صافي التوازن لجميع القوى الخارجية المؤثرة على هذا الجسم – الكمية تتناسب طرديا مع صافي القوة الناتجة.
• كتلة هذا الجسم ، اعتمادًا على المواد التي صنع منها – الكمية تتناسب عكسًا مع كتلة الجسم .

وحدة الSI للتسارع هي متر في الثانية المربعة {\displaystyle m/s^{2}} أو {\displaystyle m*s^{-}2}

التسارع يمكن أن يتغير بتغير السرعة أو تغير الاتجاه.

مثال:

• كائن يمشي في اتجاه معين بسرعة منتظمة ثم قام بتغيير الاتجاه بنفس السرعة، هنا قد تم تغيير التسارع.
• كائن يمشي بسرعة منتظمة ثم قام بخفض السرعة، هنا تم تغيير التسارع.
• كائن يمشي بسرعة معينة ثم قام بزيادة السرعة، هنا تم تغيير التسارع.

إذا دفعت صندوقاً كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن فما تسارع الصندوق

التسارع هو المعدل الزمني لتغير سرعة الجسم المتجهة.

شرح للحالات الثلاثة

1) موجبا: أي يكون اتجاه التسارع في اتجاه الحركة، فالسرعة هنا تزداد مع الزمن أي إذا كانت السرعة 5 متر/ثانية والتسارع 5 متر/ثانية². فالسرعة ستصبح بعد مرور 1 ثانية مساوية 10 متر/الثانية وبعد ثانيتين تصبح 15 متر/الثانية.

2) سالبا: انخفاض السرعة مع الزمن (مثلا عند كبح فرامل السيارة). يلاحظ هذا التسارع العكسي عند كبح فرامل السيارة، مثل القيام بالضغط على دواسة المكابح في السيارة فتتباطئ سرعة السيارة بمعدل ثابت حتى تتوقف.

3) التسارع يساوي صفر (معدوم): أي أن السرعة منتظمة لا تتغير مع مرور الزمن.

ويعرّف التسارع أو العجلة رياضيا بأنه “تغير السرعة مع الزمن “. فإذا كانت السرعة تقاس بالمتر في الثانية فإن التسارع يقاس بالمتر في الثانية في الثانية، أي متر/ثانية/ثانية.

احسب تسارع الصندوق إذا دفعت صندوقاً كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن ؟

يصف التسارع سرعة زيادة السرعة أو تقليلها. مفهوم التسارع بسيط إلى هذه الدرجة فعلًا، على الرغم من أن كتب الرياضيات قد تعرّف التسارع على أنه “التغيّر في السرعة نسبةً إلى الزمن”.^[١] يصف التسارع أيضًا اتجاه تحرّك الغرض، ويمكن تضمين ذلك على هيئة وصف مكتوب في المسألة الرياضية:

• تُكتب قيمة التسارع على هيئة رقم موجب عادةً إن كان الغرض يتحرّك نحو الأمام أو الأعلى أو اليمين.
• تُستخدم قيمة سالبة عوضًا عن ذلك إن كان الغرض يتحرّك نحو اليسار، أو الأسفل، أو الخلف.
  لحساب التسارع :

  • a_av = ^Δv/_Δt (يشير الرمز Δ إلى التغيّر).
  • a_av = ^{(v_f – v_i)}/_{(tf – ti)} يشير الرمز v_f في هذه المعادلة إلى السرعة النهائية، والرمز v_i إلى السرعة المبدئية.