فيديو السؤال: مقارنة الحركة الأفقية والرأسية للمقذوف الفيزياء

يوضح الشكل التغيرات في الإزاحة الأفقية والرأسية لجسم عند فترات زمنية متساوية. الجاذبية هي القوة الوحيدة المؤثرة على الجسم. هل تزيد سرعة الجسم الأفقية أم تقل أم تظل ثابتة؟ هل تزيد سرعة الجسم الرأسية أم تقل أم تظل ثابتة؟ هل تزيد عجلة الجسم الأفقية أم تقل أم تظل ثابتة؟ هل تزيد عجلة الجسم الرأسية أم تقل أم تظل ثابتة؟ هل تزيد سرعة الجسم الكلية أم تقل أم تظل ثابتة؟

٠٦:٤٦

‏نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل التغيرات في الإزاحة الأفقية والرأسية لجسم عند فترات زمنية متساوية. الجاذبية هي القوة الوحيدة المؤثرة على الجسم. هل تزيد سرعة الجسم الأفقية أم تقل أم تظل ثابتة؟

في هذا الشكل، يظهر موضع الجسم عند ست لحظات زمنية مختلفة. علمنا من المعطيات أن هذه الفترات الزمنية متساوية. بعبارة أخرى، مقدار الزمن المستغرق من ‪𝑡‬‏ صفر إلى ‪𝑡‬‏ واحد هو نفسه مقدار الزمن المستغرق من ‪𝑡‬‏ واحد إلى ‪𝑡‬‏ اثنين، ومن ‪𝑡‬‏ اثنين إلى ‪𝑡‬‏ ثلاثة، وهكذا إلى آخره. عند هذه اللحظات الزمنية الست، نرى الموضع الأفقي والموضع الرأسي للجسم وهو يتبع حركة المقذوفات. نعلم أن الجسم يتأثر بهذا النوع من الحركة؛ لأن الجاذبية هي القوة الوحيدة التي تؤثر عليه.

الجزء الأول من السؤال يسأل إذا ما كانت السرعة الأفقية للجسم تزيد أم تقل أم تظل ثابتة. يمكننا تذكر أن سرعة الجسم، بوجه عام، تساوي المسافة التي يقطعها مقسومة على الزمن المستغرق لقطع هذه المسافة. بالنظر إلى الحركة الأفقية، نعلم أن الجسم، خلال الفترة الزمنية الأولى، يقطع هذه المسافة. وخلال الفترة الزمنية الثانية، يقطع الجسم هذه المسافة التي تساوي المسافة الأولى. وخلال الفترة الزمنية الثالثة، يقطع الجسم هذه المسافة التي تساوي أيضًا أول مسافتين، وهكذا خلال جميع الفترات الزمنية الخمس المتساوية. وبما أن الجسم يقطع المسافة نفسها دائمًا خلال هذه الفترات الزمنية المتساوية، فإن سرعته في هذا الاتجاه ثابتة. إذن، إجابة الجزء الأول من السؤال هي أن السرعة الأفقية للجسم تظل ثابتة.

دعونا نتناول الآن الجزء الثاني من السؤال.

هذا الجزء من السؤال هو: هل تزيد سرعة الجسم الرأسية أم تقل أم تظل ثابتة؟

كما فعلنا سابقًا، سنتناول المسافات التي يقطعها الجسم خلال الفترات الزمنية المعطاة. على خلاف ما سبق، سنركز على المسافات الرأسية. خلال الفترة الزمنية الأولى، من ‪𝑡‬‏ صفر إلى ‪𝑡‬‏ واحد، يشار إلى المسافة الرأسية المقطوعة بهذا السهم. ومن ‪𝑡‬‏ واحد إلى ‪𝑡‬‏ اثنين، يشار إلى المسافة الرأسية المقطوعة بهذا السهم، ثم هذا السهم، ثم هذا السهم، وأخيرًا هذا السهم خلال الفترة الزمنية الأخيرة. وبما أن أطوال هذه الأسهم تزيد مع زيادة الزمن، فهذا يعني أن الجسم يقطع مسافة أطول خلال كل فترة زمنية متتالية. وهذا يوضح أن سرعة الجسم تزيد في الاتجاه الرأسي. وهو ما يتفق مع خبرتنا العملية. إذا تركنا كرة من يدنا وهي في موضع سكون، فسنعرف أنه عند سقوط الكرة، تزيد سرعتها. ما نريد أن نوضحه هو أن السرعة الرأسية للجسم تزيد خلال هذه الفترات الزمنية.

دعونا نتناول الآن الجزء التالي من السؤال.

هل تزيد عجلة الجسم الأفقية أم تقل أم تظل ثابتة؟

بداية، دعونا نتذكر أن عجلة الجسم، بوجه عام، تساوي التغير في سرعة الجسم، ‪Δ𝑠‬‏، مقسومًا على الزمن المستغرق، ‪Δ𝑡‬‏. في الواقع، هذا الجزء من السؤال يرتبط بالجزأين السابقين اللذين أجبنا عنهما. على سبيل المثال، تذكر أننا توصلنا إلى أن السرعة الأفقية للجسم تظل ثابتة خلال الفترة الزمنية من ‪𝑡‬‏ صفر إلى ‪𝑡‬‏ خمسة. وبالنظر إلى العجلة الأفقية للجسم، فهذا يعني أن ‪Δ𝑠‬‏ يساوي صفرًا. لا يوجد تغير في السرعة الأفقية للجسم بمرور الزمن. إذن، يمكننا القول إن العجلة الأفقية للجسم تساوي صفرًا. لكن للإجابة هنا، سنكتب أنها تظل ثابتة. فالصفر قيمة ثابتة. إذن، تظل عجلة الجسم ثابتة في الاتجاه الأفقي.

دعونا نتناول الآن الجزء التالي من السؤال.

هل تزيد عجلة الجسم الرأسية أم تقل أم تظل ثابتة؟

فيما يتعلق بالحركة الرأسية للجسم، نعلم أن سرعة الجسم تتغير بمرور الزمن. هذا يعني أن الجسم له عجلة لا تساوي صفرًا. نعلم ذلك لأن طول هذه الأسهم، التي تشير إلى المسافة المقطوعة خلال كل فترة زمنية، يزيد مع زيادة الزمن. لكن معرفة أن العجلة الرأسية للجسم لا تساوي صفرًا لا توضح لنا إذا ما كانت العجلة تزيد أم تقل أم تظل ثابتة. ولمعرفة ذلك، يمكننا الرجوع إلى نص السؤال الذي يوضح أن الجاذبية هي القوة الوحيدة المؤثرة على الجسم.

الجاذبية قوة تنتج عنها عجلة. في المسافات الرأسية القصيرة، نتعامل مع هذه العجلة على أنها ثابتة فعليًّا. بعبارة أخرى، نشير عادة إلى مقدار عجلة الجاذبية بـ 9.8 أمتار لكل ثانية مربعة. إذن، هذه هي العجلة الرأسية للجسم. وعلينا ملاحظة أنها قيمة ثابتة. في الاتجاه الرأسي، تزيد سرعة الجسم، لكنه يتحرك بعجلة ثابتة، وهي عجلة الجاذبية. إذن، لدينا عجلة ثابتة في الاتجاه الرأسي، تمامًا مثل الاتجاه الأفقي.

دعونا نتناول الجزء الأخير من السؤال.

هل تزيد سرعة الجسم الكلية أم تقل أم تظل ثابتة؟

بداية، دعونا نتذكر أن السرعة الأفقية للجسم لها قيمة ثابتة، بينما السرعة الرأسية التي أوجدناها سابقًا لها قيمة متزايدة. تتضمن سرعة الجسم الكلية سرعتيه الرأسية والأفقية. إذا أطلقنا على السرعة للجسم في الاتجاه الرأسي ‪𝑠v‬‏ والسرعة للجسم في الاتجاه الأفقي ‪𝑠h‬‏، فإن سرعة الجسم الكلية، التي سنسميها ‪𝑠‬‏، تساوي الجذر التربيعي لمجموع ‪𝑠v‬‏ تربيع و‪𝑠h‬‏ تربيع. بعبارة أخرى، تعتمد سرعة الجسم الكلية على سرعتيه الرأسية والأفقية. وقد أوضحنا أن السرعة الأفقية ثابتة والسرعة الرأسية متزايدة. إذن، القيمة الكلية لـ ‪𝑠‬‏؛ أي سرعة الجسم الكلية، تزيد أيضًا. وللإجابة عن هذا الجزء من السؤال، نقول إن سرعة الجسم الكلية تزيد بمرور الزمن.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.