الحركة في خط مستقيم

إذا كنت ماشياً في طريقك من المدرسة إلى البيت،فإن موقعك بالنسبة إلى موقع المدرسة هو في تغير مستمر وكذلك سيكون موقعك بالنسبة إلى موقع البيت متغيراً باستمرار،ونتيجة لهذا التغير فإنك تقطع مسافة ما خلال زمن معين ،وبالتالي فإنك تسير بسرعة معينة.فعندما نصف أي جسم بالحركة نستخدم المصطلحات الفيزيائية التالية:
1- الموقع Position
2- المسافة Distance
3- الإزاحة Displacement
4- الزمن Time
5- السرعة Velocity
6- التسارع Acceleration
وسوف نقوم بهذا الفصل تناول هذه المصطلحات،وفي الفصل الثاني من هذه الوحدة سنتحدث عن مسبب الحركة وهو القوة .
الحركة هي تغير موقع الجسم ، بالنسبة إلى موقع جسم آخر نفترضه ثابتاً.
فعندما نصف حركة جسم ما، نحددها بالنسبة إلى نقطة ما تُعَدُ ثابتة ، ويتم تحديد الموقع بالنسبة إلى نقطة إسناد أو موقع مرجعي متفق عليه ضمن إطار مرجعي (نقطة الأصل) . ويسمى بعد الجسم عن هذه النقطة الموقع Position .
الموقع : كمية متجهة قد تكون موجبة أو سالبة .
موقع الجسيم لا يتحدد إلا بإختيار نقطة مرجعية نعتبرها نقطة الأصل المرجعية.
ولتحديد موقع أي جسم نحتاج إلى العناصر التالية:
1- رقم
2- وحدة
3- اتجاه
4- نقطة مرجعية
مثلا أنت تبعد عن النافذة (نقطة مرجعية) 3 (رقم) أمتار (وحدة) إلى الشرق (اتجاه).
عندما يتغير موضع الجسم من مكان إلى آخر،فإنه يستغرق زمناً Time عند انتقال الجسم من موضع البداية عند الزمن ز1 إلى موضع النهاية ز2 ، أي أن الجسم قطع مسافة Distance وهذه المسافة المقطوعة بين الموضعين تسمى الإزاحة Displacement .
متجه إزاحة الجسم بين لحظتين زمنيتين هو التغير في متجه موقع الجسم بين هاتين اللحظتين.
متجه الإزاحة = متجه الإزاحة النهائي - متجه الإزاحة الابتدائي
اي أن متجه الإزاحة لجسم في فترة زمنية يساوى التغير الحادث في متجه موقع الجسم في هذه الفترة.

المسافة distance بين نقطتين هي طول الخط line المستقيم بين هاتين النقطتين . وهكذا تعرف المسافة بين نقطتين بأنها طول المسار بينهما .
تعين المسافة بمقدارها فقط ؛ أي أنها كمية غير متجهة .
وهكذا تعرف المسافة بين نقطتين بأنها طول المسار بينهما ، وتقاس المسافة بوحدات الطول ( متر ، سم ، كم ، .... )

" لاحظ أننا نعين المسافة بمقدارها فقط "


الإزاحة : Displacement هي أقصر مسافة بين النقطتين اللتين انتقل الجسم بينهما ،وهي كمية متجهة تعين بالمقدار والاتجاه.
أن الإزاحة displacement تعتمد على المسافة بين نقطتي البداية والنهاية فقط ولا تعتمد على المسار الذي يسلكه الجسم.






وقد نتساءل :
هل يمكن ان يكون مقدار الازاحة مساويا المسافة خلال فترة معينة ؟
الاجابة: يمكن ان يحدث ذلك فقط اذا كانت حركة الجسيم خلال هذه الفترة فى خط مستقيم وفي جهة واحدة .
فمثلا عندما تتحرك سيارة في خط مستقيم من الموقع الابتدائي xi إلى الموقع النهائي xf سيكون مقدار التغير في الازاحة هو مقدار المسافة التي قطعتها السيارة كما في الشكل .


ذكرنا سابقاً يوجد هناك فرق بين "المسافة" (Distance) و"الإزاحة" (Displacement)، تخيل أن جسما ما يدور حول مركز؛ المسافة التي يقطعها عندما ينهي دورته هي بكل بساطة محيط الدائرة، ولكن الإزاحة هي صفر لأنه رجع لنقطة البداية.
مثال:سيارة سباق تسير في مسار دائري طوله 200م , إذا دارت السيارة فيه 3 دورات , وكانت نقطة البداية هي نفسها نقطة النهاية , احسب:
1- المسافة التي قطعتها السيارة.
2- الإزاحة التي قطعتها السيارة.

المسافة: 600م الإزاحة: صفر م
سؤال:
متى تكون المسافة التي يقطعها الجسم تساوي الإزاحة الحاصلة له.
إذا تحرك في خط مستقيم وفي اتجاه وحد.
سؤال : لماذا تعتبر المسافة كمية غير متجهة أما الإزاحة فهي كمية متجهة؟
- المسافة كمية غير متجهة لأنها تتحدد بمقدار فقط ، أما الإزاحة فهي كمية متجهة لأنها تتحدد بمقدار واتجاه بالنسبة لنقطة إسناد .

معلومات إضافية للطالب:
الكميات الفيزيائية تقسم إلى قسمين:
الكميات المتجهة: هي الكميات التي تحدد بالمقدار والإتجاه بالنسبة لنقطة مرجع محددة.
أمثلة على الكميات المتجهة: السرعة، الإزاحة، القوة، التسارع.
الكميات غير المتجهة (القياسية) ( عددية): هي الكميات التي تحدد بالمقدار فقط.
أمثلة على الكميات غير المتجهة: الكثافة، المسافة، الكتلة.

إجابات الأسئلة الواردة في الكتاب ص 93:
السؤال الأول:
أ‌- 38م
ب‌- 2م
ج- مصممة على الوصول إلى هدفها.
السؤال الثاني:
أ- 9م 8م 9م (على الترتيب)
ب- 3م 2م صفر م ( على الترتيب)