كيفية حساب الازاحة
الازاحة هو مصطلح في
الفيزياء
يشير إلى تغير موضع الجسم ، ويتم التعبير عن الإزاحة بأنها أقصر مسافة بين نقطتين مختلفين ، ويتم تمثيلها من خلال المقدار والاتجاه ، وهي إما أن تكون سالبة أو موجبة ، كذلك فإن معدل التغير بالإزاحة يعمل على إعطاء الجسم سرعة .
شرح معنى الإزاحة
يتم إطلاق هذا المصطلح على حالة تغيير موقع الجسم من مكان لآخر بالنسبة لمرجع معين ، وبذلك فإن الإزاحة تقوم بالتعبير عن تحرك الجسم أو تغير مكانه ، أي أنها تصف التغير في موقع الجسم ، ومن الممكن التعبير عن الازاحة من خلال استعمال
المعادلة الرياضية
التالية : Δx= Xf-X0 ، مع العلم أن Δx تعني الإزاحة ، Xf تعني متجه الموقع النهائي للجسم ، X0 تعني متجه الموقع الابتدائي للجسم .
وتعد الإزاحة من الكميات الفيزيائية المتجهة ، وللتعبير عنها يتم استعمال المقدار والاتجاه ، حيث تمثل من خلال رسم سهم يصل بين الموقع الابتدائي والموقع النهائي الخاص بالجسم ، وعند حل المسائل ذات البعد الواحد فإن الإزاحة تصبح بالإشارة السالبة أو الموجبة ، وعندما يتم البدء في
حل المسألة
لابد من تحديد الإشارة الموجبة للموقع ، حيث يتم الإشارة إليها في الأغلب عندما تتجه في ناحية اليمين أو الأعلي علما بأننا لنا الحرية في اختيار الموقع الذي يمثل الإشارة الموجبة .
حساب قيمة الإزاحة
لكي يتم حساب قيمة الإزاحة لابد من تطبيق قانون الإزاحة على
المسائل
العملية ، ولكن يجب الانتباه إلى متجه الموقع الابتدائي ومتجه الموقع الابتدائي ، بالإضافة إلى مراعاة طرح القيمة النهائية لمجمل المسافة المقطوعة عند الحركة من الموقع الابتدائي من متجه الموقع النهائي ، وفيما يلي أمثلة تطبيقية على حساب قيمة الإزاحة :
1- تحركت سيارة من موقعها مسافة 110 مترات باتجاه الشمال، ثم تركت مسافة 10 مترات باتجاه الجنوب، ما هي قيمة الإزاحة في حركة
السيارة
؟
عن طريق تطبيق قانون الإزاحة، فإن : الإزاحة = متجه الموقع النهائي -متجه الموقع الابتدائي
الإزاحة = 110 – 10
الإزاحة = 100 متر باتجاه الشمال .
2- تحرك طالب بإتجاه
الشمال
مسافة 15 متر ثم عاد مسافة 5 متر في اتجاه الجنوب ، احسب الإزاحة ؟
الإزاحة = متجه الموقع النهائي – متجه الموقع الابتدائي الإزاحة
الإزاحة = 15 – 5
الإزاحة = 10 متر
خصائص الإزاحة
1- وحدة قياس الإزاحة هي وحدة الطول .
2- الإزاحة التي تختص بجسم محدد في وقت محدد من الممكن أن تصبح موجبة أو صفر أو سالبة .
3- لا تعبّر إزاحة الجسم بين نقطتين عن نوع الحركة التي حدثت بالمسار بين النقطتين، فمثلا إذا تحرك الجسم من الموقع أ إلى الموقع ب من خلال أقصر طريق بينهما أو إذا قام باتباع طريق دائري فإن الإزاحة في كلتا الحالتين تصبح أب.
4- إنّ القيمة التي يتم قياسها لإزاحة الجسم بين نقطتين مختلفتين تقوم بإعطاء أقصر مسافة بينهما.
5- إنّ المسافة الفعليّة التي يقطعها للجسم خلال وقت محدد قد تكون مساوية لقيمة الإزاحة أو أكبر منها.
6- إن إزاحة الجسم التي تقع بين نقطتين مختلفتين هي مسارا مميزا ، حيث من الممكن أخذ الجسم من نقطة بدايته إلى نقطة نهايته.
المسافة والمسافة المقطوعة وعلاقتهما بالإزاحة
لابد من الانتباه عند استعمال كلمة المسافة؛ حيث توجد طريقتين لوصف المسافة في علم الفيزياء، فمن الممكن الحديث عن
المسافة
الواقعة بين نقطتين مختلفتين، أو عن المسافة المقطوعة للجسم؛ وهي المسافة التي قطعها الجسم .
من الممكن التعبير عن المسافة بكونها مقدار أو اتجاه للإزاحة التي توجد بين موقعين، ولابد من الانتباه إلى أن المسافة التي تقع بين موقعين غير مساوية للمسافة المقطوعة بينهما، فالمسافة المقطوعة هي الطول الكليّ للمسار الذي تم قطعه بين الموقعين، كذلك فهي كميّة فيزيائيّة غير متجهة حيث يتم التعبير عنها من خلال استعمال المقدار فقط ، وهي لا تتطلب الاتّجاه، وبالتالي لا يمكن التعبير عنها بالإشارة السالبة.
ليس ضروريا أنّ تساوي قيمة المسافة بين موقعين الإزاحة بينهما، وخاصة عند تغيير الجسم لاتّجاهه بشكل مستمر خلال مساره، ولذلك فإنّ المسافة المقطوعة ستصبح أكبر من قيمة الإزاحة بين النقطتين .
كثيرا ما ينسى البعض أن المسافة المقطوعة من الممكن أن تصبح أكبر من قيمة الإزاحة، حيث تعبّر كلمة القيمة عن حجم الإزاحة بين نقطتين بغض النظر عن الاتّجاه، ولكن هي رقم يتم التعبير عنه بوحدة فقط، ويتم استعمال كل من مفهومي الإزاحة وقيمة الإزاحة في معادلات
الحركة
، وبالمقابل لا يتم استعمال مفهوم المسافة المقطوعة كثيرا .
ومن الممكن فهم مصطلح الإزاحة من خلال تصور وضع إشارة في بداية الحركة وإشارة أخرى عند انتهائها؛ فالإزاحة هي بمثابة الفرق بين الموقع الأول والموقع الثاني وهو المسار المقطوع بينهما، أمّا المسافة المقطوعة فهي تمثل الطول الكليّ للمسار المقطوع بين الإشارتين .