نبذة تعريفية عن “الحركة المنتظمة” والعوامل المؤثرة على الحركة

2011 مكتبة الفيزياء قوانين الحركة

بيتي بورنيت

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الحركة المنتظمة العوامل المؤثرة على الحركة الفيزياء

الحركة هي عبارة عن عمل يحدث عندما يغير شيء ما مكانه أو ينتقل من النقطة (أ) إلى النقطة (ب).

فالحركة حولنا مستمرة بلا انقطاع، وحتى أي بقعة ريفية هادئة لا تخلو من الحركة: فأوراق الشجر تهتز أو تسقط من أغصانها بفعل الرياح.

وقد تتدحرج حصاة صغيرة على سفح الهضبة عندما تقوم إحدى الحشرات باقتلاعها، أو تحلق الطيور في السماء بحثاً عن تيارات الهواء التي تحملها وتساعدها على الطيران، كما تعجّ المدن في أغلب الأحيان بحركة لا تنقطع نتيجة النشاط المستمر للمركبات والآلات.

 

ومن الصعوبة بمكان أن نتخيل عالماً يخلو من الحركة؛ لأننا اعتدنا على التعامل مع الحركة لدرجة أننا نستطيع تشويهها بالطرائق الإلكترونية من خلال إعادة العرض المباشر بالحركة البطيئة لبعض مقاطع النشاطات الرياضية، أو تسريع عرض تسجيلات الفيديو.

ومن أهم العوامل التي يجب التركيز عليها عند دراسة الحركة والقوى التي تؤثر فيها: المقدار (الحجم)، والاتجاه، والسرعة أو السرعة المتجهة (معدل سرعة الحركة)، والإزاحة (المسافة التي قطعتها الحركة)، ويمكن التعبير عن هذه العوامل رياضياً بالأرقام والمعادلات.

وتنقسم هذه الكميات الرياضية إلى فئتين: كميات قياسية (أو عددية) وكميات متجهة. تنحصر وظيفة الفئة الأولى بتحديد المقدار فقط، مثل الزمن والمسافة.

 

فإذا ذكرنا على سبيل المثال أن سيارة قطعت مسافة خمسة أميال في ساعة واحدة نكون قد استخدمنا كميات قياسية (أو عددية).

أما المتجهات (أو الكميات المتجهة) فتمثل قياس المقدار والاتجاه، علماً أن هذين العاملين يشكلان جزءاً مهماً في دراسة الحركة.

فإذا كنا مثلاً نعرف أن أحد متاجر الفيديو يقع على بعد ثمانية أميال، لن تفيدنا هذه المعلومة فقط للوصول إليه.

 

إذا لابدّ أن نعرف أيضاً في أي اتجاه يقع ذلك المتجر، أيقع على مسافة ثمانية أميال إلى الشمال أم الغرب أم الجنوب أم الشرق من نقطة محددة؟.

إن معرفة الاتجاه الذي انتقل إليه جسم ما أمرٌ مهم لحساب مقدار إزاحته، أو مدى المسافة التي قطعها ذلك الجسم.

ونستطيع تعريف السرعة (speed) بأنها قياس سرعة حركة الجسم بصرف النظر عن اتجاهه، أي إنها عبارة عن كمية قياسية؛ لذلك نقيس السرعة دائماً من حيث الزمن، أي مدى السرعة التي يتحرك فيها جسم ما خلال إطار زمني محدد، مثل مدى سرعة حركته في الساعة الواحدة أو في الدقيقة الواحدة أو في الثانية الواحدة.

 

أما السرعة المتجهة (velocity) فتقيس معدل سرعة انتقال الجسم من مكانه إلى مكان آخر، أي إنها تعبير عن كمية متجهة لأنها تتضمن المقدار والاتجاه في آنٍ معاً.

فالسرعة المتجهة لشخص يهرول في مكانه تساوي صفراً؛ لأنه لا يتحرك في اتجاه محدد، غير أننا نستطيع قياس سرعة الشخص الذي يهرول على جهاز المشي أو يستخدم الدراجة الثابتة.

 

في حين لا يمكن قياس السرعة المتجهة، كما يمكن للسرعة المتجهة أن تكون ثابتة (منتظمة)، أو متسارعة.

يشكل الرسم البياني للمتجهات صورة توضيحية عن الجسم أثناء حركته؛ لأن هذا النوع من الرسوم يبيّن الاتجاه والمقدار.

 

الحركة المنتظمة

عندما يحافظ الجسم على سرعة ثابتة وغير متبدلة نستطيع القول إن ذلك الجسم يقوم بحركة منتظمة.

فالكواكب في مداراتها تحافظ على حركة منتظمة بفضل القوى المتزنة التي تبقي تلك كواكب في حالة حركة؛ لذلك يستطيع الفلكيون التنبؤ بمنتهى الدقة بالمكان الذي ستكون فيه الكواكب في تاريخ محدد.

كما تتم معايرة عقارب الساعة بحيث تتحرك بصورة منتظمة وبسرعة واحدة من أجل قياس الزمن، لكن من الصعوبة بمكان المحافظة على الحركة المنتظمة من الناحية العملية نظراً لوجود عاملي الاحتكاك والجاذبية ودورهما في تسارع الأجسام أو زيادة سرعتها أو إبطائها.

 

ويمكن تحديد السرعة الثابتة، أو المنتظمة، ببساطة عن طريق تقسيم المسافة المقطوعة على الزمن المستغرَق لقطع هذه المسافة.

والمعادلة التي تعبّر عن ذلك هي: (r = d / t)، أو: معدل السرعة يساوي المسافة المقطوعة تقسيم الزمن المُستغرق لقطع هذه المسافة.

عندما يبيّن مؤشر مقياس السرعة في السيارة بأن السرعة هي 35 ميلاً في الساعة، أي (56 كم/ساعة)، فذلك يعني أن السيارة عند تلك السرعة تحتاج إلى سرعة واحدة كي تقطع 35 ميلاً، أي (56 كيلومتراً)، وبتقسيم المسافة 35 ميلاً، أي (56 كيلومتراً)، على الزمن (ساعة واحدة)، نحصل على معدل السرعة 35 ميلاً في الساعة، أي (56 كم/ساعة).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]