كيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى كمية معيارية ماذا تسمى
كيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى كمية معيارية ماذا تسمى هو سؤال يطرحه العديدين من طلبة مجال الفيزياء، ويجب العلم أنه كي تتم الإجابة على هذا السؤال يجب الإحاطة ببعض المفاهيم الأساسية والمصطلحات الفيزيائية لفهم هذه المقارنة.
ومن اهما مصطلح السرعة بأنواعها والحركة بأنواعها، كما تعتمد مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية بالتعرف على بعض المعادلات والرموز الرياضية والفيزيائية.
محتويات المقال
كيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية ماذا تسمى
- يطلق على مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية مصطلح السرعة المتجهة أو كما يسمى بالإنجليزية: Velocity.
- السرعة المتجهة هي عبارة عن كمية متجهة تستخدم في التعبير عن معدل التغير الحادث في موضع الجسم بالنسبة لإطار زمني مرجعي.
- وتعبر أيضًا عن سرعة واتجاه حركة جسم ما، حيث أن كل من السرعة والحركة للجسم ضروريان في كيفية قياس السرعة المتجهة له.
شاهد أيضًا: مفهوم وطبيعة الضوء في الفيزياء
مثال على كيفية قياس كمية مجهولة بأخرى معيارية
- عندما يتحرك جسم بسرعة ثلاثين متر في الثانية و بزاوية مقدارها خمسة وأربعين درجة، يعني ذلك أن السرعة المتجهة.
- لهذا الجسم هي ثلاثين متر في الثانية ومقدار الزاوية ما بين حركة الجسم وبين محور السينات هي خمسة وأربعين درجة.
- هكذا تتمثل هذه السرعة على المستوى الديكارتي على شكل سرعتين، السرعة الأولى يتم تمثيلها بمحور الصادات الأفقي الشكل .
- والسرعة الثانية يتم تمثيلها بمحور السينات الرأسي الشكل.
تعريف السرعة بشكل عام
مثال لتوضيح مفهوم السرعة
- يقوم رجل بالذهاب إلى المكتبة المجاورة لمنزله في الساعة الثلاثة مساءًا، ووصل إلى المكتبة بعد مرور ثلاثة وعشرين دقيقة.
- استعار كتاب وخرج من المكتبة عند الساعة الثالثة والنصف، استقل سيارة للعودة إلى البيت فوصل عند تمام الساعة الثالثة وأربعين دقيقة.
- يتضح من المثال السابق أن الرجل استغرق فقط عشرة دقائق في طريق العودة أسرع من الزمن الذي استغرق للذهاب.
- ظهور مصطلح السرعة يعني أنها تزداد عند القيام باجتياز مسافة معينة في وقت أقل.
تنقسم السرعة إلى قسمين أساسيين، بالرغم أنها يتم استخدامهم في الحياة اليومية للتعبير عن نفس الشئ.
أقسام السرعة هي التالي:
السرعة المتجهة Velocity
- هي عبارة عن كمية فيزيائية متجهة، حيث أنها تحتاج للتعبير عنها إلى تحديد مقدارٍ واتجاه.
- هكذا عندما تتحرك سيارة بسرعة خمسين كيلو متر في الساعة باتجاه الشمال، يحدد مقدار سرعتها بخمسين كيلو متر في الساعة، بينما يحدد اتجاه حركتها نحو الشمال.
تنقسم السرعة المتجهة إلى:
سرعة متجهة متوسطة
- وهي عبارة عن نتاج قسمة مقدار التغير في الإزاحة ويرمز له بالرمز Δف، على مقدار التغير في الزمن ويرمز له بالرمز Δز.
- حيث نحتاج لتحديدها نقطة بداية ونقطة نهاية وزمن بداية وزمن نهاية، وتكون معادلتها كالتالي: السرعة المتجهة المتوسطة تساوي Δف/ Δز.
سرعة متجهة لحظية
- هي عبارة عن سرعة جسم عند لحظة ما، أو يمكن توضيحها من خلال القيام بتثبيت الزمن عند لحظة معينة.
- وقياس سرعة الجسم عندها، هنا يجب ملاحظة أن المعنى الحقيقي للسرعة المتجهة هو السرعة المتجهة اللحظية.
السرعة القياسية Speed
هي عبارة كمية فيزيائية قياسية، حيث أنها لا تحتاج للتعبير عنها لتحديد أي مقدار.
تنقسم السرعة القياسية إلى نوعين كذلك هما الأتي:
السرعة القياسية المتوسطة
- وهي ناتج قسمة المسافة التي يقوم الجسم بقطعها، على الزمن الكلي الذي استغرقه هذا الجسم في قطع هذه المسافة.
السرعة القياسية اللحظية
- هي كيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية ماذا تسمى غير ذلك، هي باختصار مقدار السرعة المتجهة اللحظية.
قد يهمك: بحث حول مكتشف قانون الضغط على السوائل في الكيمياء
تعريف الكميات القياسية
- سبق الحديث في تعريف السرعة المتجهة عن الكميات القياسية، نتناولها هنا ببعض من التفصيل لتوضيح معناها.
- الكميات القياسية أو كما تسمى بالإنجليزية: Scalars Quantity.
- هي عبارة عن الكمية المستخدمة في تحديد مقدار وحدة فيزيائية فقط.
- هكذا يتم وصف بعض هذه الكميات القياسية عن طريق قيمتها العددية فقط ومن خلال وحداتها الخاصة، وبدون الحاجة لتحديد إي إتجاهات، حيث لا يوجد لها اتجاه فيزيائي محدد.
أمثلة على بعض الكميات القياسية
الكتلة Mass
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لحساب وزن مادة ما موجودة في حجم معين، ووحدة قياسها هي الكيلوجرام.
السرعة Speed
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لحساب مقدار السرعة الكلية للجسم، ووحدة قياسها هي المتر لكل ثانية.
المسافة Distance
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لحساب مقدار الإزاحة الناتجة للجسم عن نقطة بداية الأصلية، ووحدة قياسها هي المتر.
الزمن Time
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لقياس مقدار الركن اللازم لحدوث حدث فيزيائي معين، ووحدة قياسها هي الثانية.
المساحة Area
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لحساب مقدار مسافة محصورة بين بعدين، ووحدة قياسها هي المتر المربع.
الحجم Volume
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لحساب مقدار مسافة محصورة بين ثلاث أبعاد، ووحدة قياسها هي المتر مكعب.
الكثافة Density
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لحساب كمية المادة الموجودة في حيز معين، ووحدة قياسها هي الجرام لكل متر.
درجة الحرارة Temperature
- عبارة عن كمية قياسية تستخدم لقياس كمية الطاقة الحرارية المنبعثة من جسم ما، ووحدة قياسها هي الكلفن.
قد يهمك أيضا: قصة اكتشاف الجاذبية الأرضية وقوانينها
تعريف الكميات المتجهة
- تم ذكر الكميات المتجهة عند التعرف على كيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية ماذا تسمى في هذه الحالة وهي السرعة المتجهة، لذلك نوضح معناها بالتفصيل.
- يطلق عليها بالإنجليزية: Vector Quantity.
- عبارة عن الكمية التي يحتاج قياسها لتحديد المقدار والاتجاه للجسم وكذلك تحديد الوحدة الفيزيائية.
أمثلة على الكميات المتجهة
كمية الحركة Momentum
عبارة عن كمية متجهة تستخدم لحساب كمية حركة الجسم، ووحدة قياسها هي الكيلوجرام في متر لكل ثانية.
- التسارع Acceleration
- عبارة عن كمية متجهة تستخدم لقياس مقدار التغير في معدل سرعة الجسم، ووحدة قياسها هي المتر لكل ثانية تربيع.
- الإزاحة Displacement
عبارة عن كمية متجهة تستخدم لقياس مقدار الإزاحة واتجاه للجسم بعيدًا عن نقطة البداية، ووحدة قياسها هي المتر.
السرعة الزاوية Angular velocity
- عبارة عن كمية متجهة تستخدم لقياس مقدار دوران واتجاه هذا الدوران لجسم حول نقطة ما، ووحدة قياسها هي الراديان لكل ثانية.
القوة Force
- عبارة عن كمية متجهة تستخدم لقياس مقدار تأثير القوة على جسم ما وتحديد اتجاها، ووحدة قياسها هي النيوتن.
المجال الكهربائي Electric field
- عبارة عن كمية متجهة تستخدم لحساب مقدار واتجاه مجال الشحنة الكهربائية، ووحدة قياسها هي النيوتن لكل كولوم.
أهمية التعرف على كيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية
- تتمثل أهميتها في التمكن من دراسة الكون والظواهر الكونية به من حولنا.
- هكذا عند المقارنة مثلًا بين كميتين متجهتين من نفس النوع، فلابد من العلم أنه لا تتم هنا المقارنة بين السرعة المتجهة مثلًا والتسارع، لاختلاف نوعيهما، وذلك ما توفره لنا الإحاطة بكيفية المقارنة بين كمية مجهولة بأخرى معيارية.
- مثال آخر، عند القيام بإجراء عملية رياضية على بعض الكميات المتجهة، فإننا سوف نعمل على تحديد مقدارها واتجاهها معًا، الأمر الذي قد يبدوا للبعض بأنه أمر معقد، ولكنه بتبسط ويسهل عند الإلمام بكيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية.
- كما أنها تستخدم في تحديد سرعة القطارات، والتنبؤ بموعد وصولها وحساب موقعها بدقة، حيث يفيد ذلك في إنشاء مواعيد محددة للسفر لا يتم الخروج عنها.
كيفية مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية ماذا تسمى في مجال الفيزياء، تعرفنا أنه يطلق عليها مصطلح السرعة المتجهة، وهي ذات فائدة كبيرة في شتى المجالات خاصًة مجال دراسة الفلك والكون.