التسارع وعلاقته بتغير السرعة
التسارع هو معدل تغير السرعة المتجهة مع الزمن. أي إن الجسم يتسارع عندما تزداد سرعته، أو تقل سرعته، أو يتغير اتجاه حركته. هذه النقطة الأخيرة مهمة؛ لأن بعض الطلاب يظنون أن التسارع يعني زيادة السرعة فقط. الحقيقة أن السيارة التي تبطئ تتسارع أيضًا، لكن تسارعها يكون في اتجاه يعاكس الحركة غالبًا.
زيادة السرعة ونقصانها
إذا ضغط السائق على دواسة الوقود فزادت سرعة السيارة من 20 إلى 60 كم/ساعة، فهذا تسارع. وإذا ضغط على المكابح فانخفضت السرعة من 60 إلى 20 كم/ساعة، فهذا أيضًا تغير في السرعة المتجهة، ويسمى أحيانًا تباطؤًا في اللغة المدرسية. في الحالتين حدث تغير خلال زمن.
تغير الاتجاه
حتى لو ظل مقدار السرعة ثابتًا، فإن تغيير الاتجاه يعني وجود تسارع. مثال ذلك سيارة تسير بسرعة ثابتة حول منعطف؛ مقدار سرعتها قد لا يتغير، لكن اتجاهها يتغير باستمرار، لذلك لديها تسارع. وهذا يفسر لماذا يشعر الراكب بانحراف أو دفع جانبي عند المنعطفات.
العلاقة الرياضية
في أبسط صورة، يحسب التسارع بقسمة تغير السرعة المتجهة على الزمن المستغرق. إذا زادت سرعة جسم من 0 إلى 10 م/ث خلال 5 ثوان، فإن التسارع يساوي 2 م/ث². وحدة متر لكل ثانية مربعة تعني أن السرعة تتغير بمقدار معين كل ثانية.
أمثلة يومية
انطلاق الدراجة من السكون، توقف الحافلة عند المحطة، سقوط جسم تحت تأثير الجاذبية، ودوران لعبة في مدينة الملاهي كلها أمثلة على التسارع. في السقوط الحر، تزيد سرعة الجسم بسبب الجاذبية إذا أهملنا مقاومة الهواء. وفي المنعطفات، يتغير الاتجاه حتى لو بدا عداد السرعة ثابتًا.
خلاصة المقال
التسارع هو تغير السرعة المتجهة مع الزمن، ويشمل زيادة السرعة ونقصانها وتغير الاتجاه. لذلك يجب قراءة السؤال بعناية: هل تغير مقدار السرعة؟ هل تغير الاتجاه؟ إذا نعم، فهناك تسارع.
