كيفية حساب السرعة ومسائل عن السرعة والمسافة والزمن

كيفية حساب السرعة ومسائل عن السرعة والمسافة والزمن، حيث أن كل الأجسام الحية وغير الحية عندما تسير تمشي بسرعة معينة، وتعتمد هذه السرعة على عدة عوامل وتأثيرات تحيط بهذا الجسم أو تنشأ من الجسم نفسه، وهناك قانون لحساب سرعة جسم ما بناءً على معرفة بعض البيانات المتعلقة بهذا الجسم، وفي مقالنا الآتي سنتعرف على مفهوم السرعة وطرق حسابها، وبعض الأمثلة عنها.

كيفية حساب السرعة

السرعة تساوي المسافة مقسومة علـى الزمن المستغرق لقطع هذه المسافة، أي إذا علمنا المسافة والزمن فإنه يمكننا حساب السرعة، وذلك من خلال القانون الآتي:^[1]

• السرعة = المسافة ÷ الزمن.
• بالرموز يكتب القانون على الشكل الآتي: سر = س ÷ ز حيث:
  • سر: تدل على السرعة وتقاس بالمتر في الثانية (م/ثا).
  • س: تدل على المسافة التي يقطعها الجسم وتقاس بالمتر (م).
  • ز: تدل على الزمن وتقاس بالثانية (ثا).
• وبالرموز الإنجليزية تحسب السرعة على النحو الآتي: (Speed = Distance  / Time)، أي S = D / T حيث:
  • Speed: هي السرعة.
  • Distance : هي المسافة.
  • Time : هو الزمن.

حساب السرعة بالكيلو

من المعروف أن وحدة قياس السرعة هي متر في الثانية، ولكن لحساب السرعة بالكيلو يجب تغير وحدة القياس إلى الكيلو متر في الثانية، ويكون ذلك بمعرفة المعلومات الآتية:

• لتحويل متر الى كيلو متر: كل 1 متر يساوي 0.001 كيلو متر، أي الكيلو متر يساوي 1000 متر.
• على سبيل المثال، 100 متر يساوي 100 * 0.001 = 0.1 كيلو متر وهكذا.
• فإذا كان لدينا سرعة مقدارها 5000 متر/ ثانية، تكون السرعة بالكيلو هي 5000 * 0.001 = 5 كيلو متر / ثانية.

ما هو مفهوم السرعة

السرعة هي معدل تغيير موضع الجسم في أي اتجاه، أو هي معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن (أي: معدل التغير في موقعه)؛ وهي كمية فيزيائية متجهة، أي أنها تقاس بالمقدار والاتجاه، متوسط السرعة لجسم ما (أو حتى طاقة) هو معدل حركته أثناء مدة زمنية معيّنة بغض النظر عن مدى تغير سرعته خلالها، مثلاً، متوسط سرعة سيارة قطعت 60 كم خلال ساعة هو 60 كم في الساعة، حتى لو توقفت في بعض الأحيان ومشت بسرعة 80 كم في الساعة في أحيان أخرى، وطبقاً للنسبية الخاصة، فأعلى سرعة في الكون هي “c” وهي سرعة الضوء ليس دقيقاً كثيراً، لكن بالإمكان القول مثلاً بأنها «سرعة الضوء في الفراغ» أو «أعلى سرعة في الكون». وتعادل “c” بدقة 299,792,458 م/ث، وهذا يعادل الدوران حول الأرض سبع مرات خلال ثانية واحدة، لا يُمكن للمادة الوصول تماماً إلى سرعة الضوء، حيث سوف يتطلب هذا مقداراً لا نهائياً من الطاقة، قانون حساب السرعة بالنسبة للحركة المستقيمة المنتظمة هو: السرعة = المسافة / الزمن.^[2]

مسائل عن السرعة والمسافة والزمن

يعد حل المسائل من أكثر الطرق التي تساعد على فهم القوانين الفيزيائية والرياضية وحفظها وتعلمها بشكل جيد، وفيما يأتي نعرض مجموعة من المسائل المتعلقة بحساب السرعة والمسافة والزمن.

المثال الأول

السؤال: إذا قطع سائق سيارة مسافة مقدارها 4.5 كيلو متر، في زمن مقداره 10 دقائق، فما مقدار سرعة السيارة بوحدة (م/ثا)؟

الحل: يكون على النحو الآتي: أولًا يجب تحويل وحدة القياس، بحيث نحول قيمة المسافة من كيلو متر إلى متر بضرب القيمة المعطاة بالرقم 1000، وتحويل الزمن من دقيقة إلى ثانية بضرب القيمة المعطاة بالرقم 60، ثم التعويض في قانون المسافة، وإجراء الحسابات اللازمة:

• المسافة= 4.5 كم= 4.5 × 1000 = 4500 م.
• الزمن= 10 دقائق= 10 × 60 = 600 ثا
• المسافة= السرعة × الزمن، ومنه:
• السرعة= المسافة / الزمن.
• السرعة= 4500 / 600
• السرعة= 7.5 م/ثا

المثال الثاني

السؤال: إذا تحرك قطار بسرعة 20 كم في الساعة لمدة 4 ساعات فما هي المسافة التي قطعها؟

الحل: يكون الحل على النحو الآتي: في هذه الحالة علينا إعادة ترتيب المعادلة وحلها كما يلي:

• السرعة = المسافة / الزمن
• المسافة = السرعة × الزمن وبالتعويض
• المسافة = 20 كم / ساعة × 4 ساعات = 80 كم = 80,000 متر.

المثال الثالث

السؤال: إذا قاد شخص دراجة نارية لمسافة 60 كيلو متر خلال 4 ساعات من الزمن، فما هي سرعته مقاسة بالكيلو متر في الساعة؟

الحل: يكون على الشكل الآتي:

• السرعة = المسافة ÷ الزمن
• السرعة = 60 كيلو متر ÷ 4 ساعات = 15 كيلو متر / ساعة.

المثال الرابع

السؤال: إذا قطعت شاحنة مسافة مقدارها 100 كيلو متر بسرعة مقدارها 50 كيلو متر في الساعة، فكم ساعة استغرقت الشاحنة حتى وصولها إلى نهاية المسافة؟

الحل: يكون عن طريق وضع قانون المسافة، ثم تعويض القيم المعطاة في السؤال، وإجراء الحسابات اللازمة، وذلك كالآتي:

• المسافة= السرعة × الزمن، ومنه:
• الزمن= المسافة / السرعة
• الزمن= 100/ 50 = 2
• أي الزمن= 2 ساعة، إذًا استغرقت الشاحنة ساعتين حتى وصولها إلى نهاية المسافة المقطوعة.

المثال الخامس

السؤال: إذا ركض لاعب في مضمار سباق أثناء سباق الجري بسرعة 6 متر /ثانية لمدة 60 ثانية، فما مقدار المسافة التي قطعها اللاعب؟

الحل: يكون الحل عن طريق وضع قانون المسافة، ثم تعويض القيم المعطاة في السؤال، وإجراء الحسابات اللازمة، وذلك كالآتي:

• المسافة = السرعة × الزمن
• المسافة = 6 × 60
• المسافة = 360 م

المثال السادس

السؤال: إذا خرج شخص ليتمشى بمتوسط سرعة 4 كيلو متر في الساعة واستغرق في المشي ساعتين، ما هو طول المسافة التي قطعها هذا الشخص؟

الحل: يكون عن طريق اتباع الخطوات الآتية:

• المسافة = السرعة × الزمن.
• المسافة = 4 (كيلو متر /ساعة) × 2 (ساعة)= 8 كم
• يتم اختصار الساعة مع الساعة لتصبح المسافة تقاس بالكيلو متر.
• بالتالي قطع الشخص مسافة 8 كيلو متر في ساعتين بمتوسط سرعة ثابت 4 كيلو متر / الساعة.

مقالات قد تهمك

وبهذه السطور نكون قد وصلنا إلى ختام مقالنا الذي بينا فيه كيفية حساب السرعة ومسائل عن السرعة والمسافة والزمن، بالإضافة إلى توضيح ما هو مفهوم السرعة، وطريقة حساب السرعة بالكيلو متر ، وكما تطرق المقال أيضاً إلى عرض العديد من الأمثلة التوضيحية والمسائل لحساب السرعة والمسافة والزمن.