Mيحدث العمل في كل مكان حولنا. كل يوم، نرى أشياء مثل السيارات والأشخاص وكرات القدم تتحرك في اتجاهات مختلفة بسرعات مختلفة. سوف نكتشف كيفية تحليل الحركة كما يفعل الفيزيائي.

عندما يتحرك جسم ما، يتغير موضعه. يمكن أن يتغير موضعه بعدة طرق، بما في ذلك: خط مستقيم - دائرة - اهتزاز ذهابًا وإيابًا.

أبسط أشكال الحركة هي أنواع الحركة التي تحدث في اتجاه واحد (الحركة أحادية البعد). مثال على هذه الحركة أحادية البعد هي حركة قطار ركاب على مسار مستقيم، ويمكن للقطار أن يتحرك إما للأمام أو للخلف على طول المسارات. ولا يستطيع التحرك يمينًا ويسارًا أو لأعلى ولأسفل.

يبدو من السهل وصف حركة القطار. عندما يبدأ القطار طريقه، يكون في المحطة الأولى. وفي وقت لاحق، سيكون في محطة أخرى على مسافة أبعد من المسارات. لكن الأرض تدور حول محورها، وبالتالي فإن القطار والمحطات والمسارات تتحرك أيضًا حول المحور. وفي الوقت نفسه، تدور الأرض حول الشمس. تتحرك الشمس وبقية النظام الشمسي عبر مجرتنا. هذه المجرة تسافر عبر الفضاء أيضًا.

عندما يواجه الفيزيائيون موقفًا معقدًا كهذا، يقومون بتقسيمه إلى أجزاء أبسط. أحد الأساليب الرئيسية هو اختيار إطار مرجعي يمكنك من خلاله قياس التغييرات في الموضع.

يجب إجراء أي قياس للموضع أو الإزاحة أو السرعة فيما يتعلق بالإطار المرجعي، في الفيزياء، غالبًا ما نرسم مجموعة من محاور الإحداثيات لتمثيل الإطار المرجعي. ويمكننا دائمًا وضع نقطة الأصل (x=0 وy=0)، واتجاهات المحورين x وy، كما نحب لتسهيل الأمر. المجموعة القياسية لـ xy تشبه:

في الفيزياء، يمكن اختيار أي إطار مرجعي طالما يتم استخدامه باستمرار. إذا كنت متسقًا، فسوف تحصل على نفس النتائج، بغض النظر عن الإطار المرجعي الذي تختاره. لكن بعض الأطر المرجعية يمكن أن تجعل شرح الأشياء أسهل من الأطر المرجعية الأخرى. بالنسبة للحركة أحادية البعد، غالبًا ما نختار المحور x باعتباره الخط الذي تحدث الحركة من خلاله. ثم يتم تحديد موضع الجسم في أي لحظة بواسطة الإحداثي x الخاص به. إذا كانت الحركة عمودية، كما هو الحال بالنسبة للكائن المسقط، فإننا عادة نستخدم المحور y.

 

عندما يتحرك أي جسم من موضع إلى آخر، فإن طول الخط المستقيم المرسوم من موضعه الابتدائي إلى موضعه النهائي يسمى إزاحة الجسم. يتم تعريف الإزاحة على أنها التغيير في موضع الكائن. عندما يتحرك الجسيم من موضعه الابتدائي $\vec{x_i}$ إلى الموقف النهائي $\vec{x_f}$ ، يتم إعطاء إزاحتها بواسطة:

$$\Delta \vec{x} = \vec{x_f} - \vec{x_i}$$

تلميحات

• الإزاحة هي كمية متجهة (الحجم والاتجاه)، ويتم تمثيلها بواسطة الأسهم في المخططات.
• الإزاحة لا تساوي دائمًا المسافة المقطوعة.

• يمكن أن يكون النزوح إيجابيا أو سلبيا.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ووصف الحركة هو وصف للمكان والزمان. يجب أن تكون قادرًا على الإجابة على الأسئلة المتعلقة بأين ومتى يتم وضع الجسم لوصف حركته. بعد ذلك، سوف تنظر إلى بعض الأدوات المفيدة في تحديد متى يكون الجسم في مكان معين.

صنع مخطط الحركة

 

تمارين

الرسوم البيانية للموقف والوقت

عند تحليل الحركة، خاصة عندما تكون أكثر تعقيدًا من الأمثلة التي تم النظر فيها حتى الآن، غالبًا ما يكون من المفيد تمثيل حركة كائن ما باستخدام الرسوم البيانية لموضع الكائن ووقته.

موضع الجسيم $x$ هو موقع الجسيم بالنسبة إلى نقطة مرجعية مختارة يمكننا اعتبارها أصل نظام الإحداثيات. تكون حركة الجسيم معروفة تمامًا إذا كان موضع الجسيم في الفضاء معروفًا في جميع الأوقات.

من الأسهل بكثير رؤية التغييرات في الموضع من الرسم البياني مقارنة بالوصف اللفظي أو حتى جدول الأرقام.