إذا أعطيت السرعتين المتجهتين الابتدائية والنهائية ، والتسارع الثابت للجسم ، وطلب إلأيك إيجاد الإزاحة فإن المعادلة التي ستستخدمها هي

ما هي الإزاحة؟

الإزاحة هي كمية متجهة تشير إلى المسافة التي يقطعها الجسم في اتجاه محدد، وتختلف عن المسافة التي هي كمية قياسية. ولكن، يمكن للإزاحة أن تكون موجبة أو سالبة، بناءً على الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم بالنسبة لنقطة البداية.

معادلات الحركة وأهميتها

معادلات الحركة الثلاثة هي أدوات أساسية في الفيزياء لوصف حركة الأجسام تحت تأثير تسارع ثابت. تعتمد هذه المعادلات على ربط الإزاحة، الزمن، السرعة الابتدائية، السرعة النهائية، والتسارع الثابت. ولذلك،  من أهم هذه المعادلات هي تلك التي تستخدم لإيجاد الإزاحة، خاصة عندما تعطى السرعتان الابتدائية والنهائية والتسارع الثابت.

المعادلة المستخدمة لإيجاد الإزاحة

عندما تعطى السرعتان المتجهتان الابتدائية (v₀) والنهائية (v) والتسارع الثابت (a)، فإن المعادلة التي تستخدم لإيجاد الإزاحة (d) هي:

d = (v² - v₀²) / 2a

خطوات الحل باستخدام المعادلة

1. التحقق من المعطيات: حدد السرعة الابتدائية (v₀)، السرعة النهائية (v)، والتسارع الثابت (a) من المسألة المطروحة.
2. استخدام المعادلة المناسبة: عوض القيم المعطاة في المعادلة d = (v² - v₀²) / 2a.
3. إجراء الحسابات: قم بإجراء العمليات الحسابية بدقة، حيث تشمل التربيع، الطرح، والقسمة.
4. تحديد الإزاحة: احسب الناتج، مع الانتباه للوحدة المستخدمة (مثل متر، سنتيمتر).

أمثلة تطبيقية

المثال الأول

إذا كانت السرعة الابتدائية لجسم v₀ = 5 m/s، والسرعة النهائية v = 15 m/s، وكان التسارع الثابت a = 2 m/s²، فإن الإزاحة تحسب كالتالي:

d = (15² - 5²) / (2 × 2) = (225 - 25) / 4 = 200 / 4 = 50 m

الإزاحة هنا هي 50 متر.

المثال الثاني

جسم يتحرك بسرعة ابتدائية v₀ = 10 m/s ويصل إلى سرعة نهائية v = 0 m/s (توقف الحركة) مع تسارع ثابت a = -2 m/s². الإزاحة تحسب كالتالي:

d = (0² - 10²) / (2 × -2) = (-100) / (-4) = 25 m

الإزاحة هنا هي 25 متر.

أهمية فهم المعادلة

الإزاحة ليست مجرد مفهوم رياضي، بل هي أساس في العديد من التطبيقات العملية، مثل تصميم المركبات، تخطيط مسارات الرحلات، وحتى في تحليل الأداء الرياضي. ولذلك، فهم الدقيق لمعادلة الإزاحة يسهم في التنبؤ بحركة الأجسام وتحليلها بكفاءة.

الخاتمة

إن استخدام السرعتين الابتدائية والنهائية مع التسارع الثابت لحساب الإزاحة هو تطبيق مباشر لمبادئ الفيزياء الكلاسيكية. الإجابة الصحيحة على السؤال المطروح هي “صواب“، حيث أن معادلة الحركة المذكورة تعد الخيار الأمثل لإيجاد الإزاحة في هذه الحالة.
سواء كنت طالباً يدرس الفيزياء أو شخصاً مهتماً بتحليل الحركة، فإن فهم هذه المعادلات يعزز من قدراتك التحليلية ويساعدك على تفسير الظواهر الحركية بشكل أكثر وضوحاً.