نقول عن الجسم بأنه يتسارع إذا

نقول عن الجسم بأنه يتسارع إذا حدثت زيادة في سرعته.

متى نقول عن الجسم بأنه يتسارع من الأسئلة المتكررة، ونقول ذلك إذا ازدادت سرعته وهو يتحرك، فالجسم الذي يسير بسرعة ثابتة لا يتسارع بل يتحرك بشكل عادي، والتسارع هو المصطلح الذي يتم التعبير به عن مدى تغير سرعة الجسم وهو يتغير، فالجسم وهو يتحرك تتغير سرعته فتارة تزداد وتارة تنقص.

هذه الزيادة والنقصان يتم قياسها بالتسارع أو العجلة، حيث أن التسارع والعجلة يعبران عن نفس الشيء، ولأن الجسم يتحرك فإن التسارع هو كمية فيزيائية متجهة حيث أن له مقدار واتجاه، ويمكن تعريف التسارع بحسب قانون نيوتن الثاني على أنه القوة التي تؤثر على الجسم إلى كتلة الجسم.

يتم قياس مقدار التسارع بالنسبة للزمن، فلا يمكن أن نلاحظ تغيير مقدار السرعة إلا إذا لاحظنا مرور الزمن، حيث أن التسارع هو مقدار التغير في السرعة بمرور الزمن، والعجلة لها اتجاه، لذلك يفيدنا المقدار الرقمي لها في معرفة مقدار السرعة ومقدار التغير فيها.

الاتجاه يساعدنا في معرفة كيفية تغير السرعة، ولأن السرعة تتغير بالزيادة أو النقصان، فإن العجلة يمكن أن تكون إيجابية أي بالموجب وذلك في حالة الزيادة ويمكن أن تكون سلبية وذلك في حالة نقصان السرعة.[1]

ما هي الأجسام التي لا تتسارع

الأجسام التي تتحرك بسرعة ثابتة أو الأجسام التي لا تتحرك.

الأجسام التي لا تتسارع هي الأجسام التي تتحرك بسرعة ثابتة بالنسبة للزمن، فالتسارع يحدث عندما تتغير السرعة أثناء تحرك الجسم سواء بالزيادة أو النقصان، فإذا لم تتغير السرعة ولم يحدث أي فرق فيها بالنسبة للزمن فالجسم لا يتسارع.

لا بد التنويه على أن الجسم إذا كان يتحرك بسرعة ثابتة ولا يغير اتجاهه فإنه لا يتسارع، أما إذا كان يغير اتجاهه وسرعته ثابتة فإنه في هذه الحالة يتسارع والعجلة لا تساوي صفرًا، ويتم تحديد ما إذا كانت سلبية أو إيجابية من تغيير الاتجاه.

الأجسام التي لا تتحرك أيضًا العجلة بالنسبة لها تساوي صفرًا، حيث أن العجلة تتوقف على شيئين اثنين وهما مقدار تغير السرعة والاتجاه، والجسم الذي لا يتحرك سرعته تساوي صفرًا واتجاهه في هذه الحالة لا يفيد لأنه لا توجد سرعة من الأساس، لذلك لا تسارع بالنسبة للجسم الذي لا يتحرك.[1][2][3]

الفرق بين السرعة والتسارع

التعريف.
المقدار.
الوحدة.
القانون.

رغم أن السرعة والتسارع أو العجلة مرتبطان ببعضهما البعض، حيث أن العجلة لا يمكن قياسها إلا للجسم المتحرك الذي له سرعة، إلا أنهما مختلفان في بعض الأشياء:

التعريف: السرعة هي الكمية الفيزيائية التي تعبر عن مقدار إزاحة الجسم بالنسبة للزمن وهي كمية متجهة، أي أن السرعة يمكن أن تتغير بتغير الإزاحة أو الزمن، وليس الاتجاه أي أن مقدارها لا يتأثر بالاتجاه، حيث أنها تعبر عن مقدار عددي للشيء الذي خرج لدينا وليس اتجاهه، ولكن الاتجاه يعبر عن مسار الشيء.

التسارع أو العجلة هو الكمية المتجهة التي تعبر عن مقدار تغير سرعة الجسم بالنسبة للزمن وهذا المقدار يتأثر بالإتجاه، حيث أننا لا يمكن أن نتحكم في سرعة الجسم فالسرعة تزداد وتنقص، فمثلًا إذا قمنا بإلقاء حجر في الماء فإن سرعته الأولية تكون صفرًا ولكن مع الوقت تزداد السرعة فتكون العجلة إيجابية بسبب تزايد السرعة والعكس صحيح.

المقدار: السرعة يمكن أن تكون موجبة أو سالبة أو صفرًا وذلك بحسب المسافة التي مشاها الجسم، فالجسم الذي لا يتحرك ليس له سرعة وسرعته صفر، ولكن العجلة للجسم المتحرك لا يمكن أن تكون صفرًا إلا إذا كان الجسم يسير بسرعة ثابتة أو الجسم لا يتحرك من الأساس.

الوحدة: وحدة قياس السرعة هي m/s أما وحدة قياس العجلة هي m/s2، وذلك لأن السرعة هي مقدار المسافة بالنسبة للزمن، أما السرعة فهي مقدار تغير السرعة بالنسبة للزمن.

القانون: بما أن السرعة تعبر عن نسبة الإزاحة التي تحركها الجسم بالنسبة للزمن فإن القانون هو: الإزاحة/الزمن، ولكن التسارع هو الكمية المعبرة عن مقدار تغير السرعة بالنسبة للزمن، فيكون القانون: السرعة/الزمن.[4]

ما هي أنواع التسارع

تسارع موحد.
تسارع غير موحد.
تسارع لحظي.
تسارع متوسط.

للتسارع أنواع متعددة تتوقف على مدى التغير في السرعة ونمطه، وكذلك اتجاه حركة الجسم، ومن أنواع التسارع:

تسارع موحد: التسارع الموحد هو نوع من أنواع التسارع وهو يعبر عن العجلة المنتظمة، حيث في هذه الحالة تتغير السرعة بمقادير متساوية في نفس الوقت من الزمن، ولا يتغير الاتجاه لذلك أطلق عليها العجلة المنتظمة أو التسارع المنتظمة، والأمثلة على ذلك كثيرة منها:

حركة جسم معين من على منحدر بحيث تتغير السرعة بنفس المقدار في نفس الزمن دون تغيير الاتجاه.
طفل يسير بدراجة على منحدر ولكن لا بد أن يستخدم الدواستين.
طفل يتحرك على شريط بحيث التغير في السرعة يكون واحد.

تسارع غير موحد: التسارع غير الموحد أو التسارع المتغير وهو تغيير حركة الجسم المتحرك بمقادير متغيرة في نفس الفترة الزمنية، والتسارع غير المنتظم من الممكن أن ينشأ عند تغير السرعة في نفس الفترة الزمنية أو عند تغير الاتجاه أو كليهما، ومن الأمثلة على العجلة غير المنتظمة:

حركة البندول ولكن لا بد أن تتغير السرعة باستمرار.
سيارة تغير سرعتها أثناء سيرها على الطريق، أو تغير اتجاهها أو كليهما.
الحركة الدائرية المنتظمة أيضًا مثال واضح على التسارع غير الموحد.

تسارع لحظي: التسارع اللحظي لا يمكن ملاحظة شيء ثابت معين يحدث، بل تتغير السرعة باستمرار عند كل نقطة والأخرى لذلك كل نقطة عند تمثيلها على الرسم البياني تكون مختلفة، وفي النهاية يظهر الشكل على الرسم البياني كمساحة إجمالية محاطة بمنحنى السرعة الزمنية والمسافة التي يقطعها الجسم المتحرك.

تسارع متوسط: النوع الأخير من أنواع التسارع وهو التسارع المتوسط ويتم تعريفه على أنه التغير في السرعة في فترة زمنية محددة، ويتم ذلك من خلال تحديد السرعة في البداية والنهاية وكذلك زمن البداية والنهاية.[1]

ما هو التسارع المستمر

الذي ينشأ من تغير السرعة بمقدار ثابت.

التسارع المستمر هو التسارع الذي ينشأ من تغير السرعة بمقدار ثابت في زمن محدد، وهناك اختلاف بين التسارع المستمر أو الثابت والسرعة الثابتة، فالجسم الذي يتحرك بسرعة ثابتة ليس له تسارع أو عجلة.

ذلك يحدث لأن السرعة لا يكون فيها أي اختلاف بل يسير الجسم المسافة كلها بنفس السرعة، أما التسارع المستمر فيدل على أن السرعة تتغير بالفعل ولكن بنفس المقدار، وهذا التسارع المستمر لا يحدث إلى إذا تحكمنا بشكل كامل في مقدار التغيير.

يمكن التمثيل على التسارع المستمر بسقوط الأجسام سقوطًا حرًّا وذلك من خلال حساب متوسط التغير في السرعة بين كل ثانية والأخيرة، وفي النهاية سنجد أن هناك تغيرًا ثابتًا بين الثواني وبعضها.

الجسم الذي يسقط يسقط في اتجاه معين لذلك هو يتسارع، ويتسارع تسارعًا مستمرًا بسبب التغير الثابت، ويمكن التمثيل عليه أيضًا في غير السقوط الحر ولكن يجب أن يكون الجسم يسير أو يسقط بنفس الكيفية.[5]