أبجدية الفيزياء: التسارع

شرحنا لكم في الحلقة الثَّانية من سلسلة "أبجدية الفيزياء" مفهومَ السُّرعة، ونناقش ُفي هذه الحلقة مفهومَ التَّسارع وعلاقته بالسُّرعة بأمثلةٍ من حياتنا اليوميَّة.

في لغتنا اليوميَّة؛ التَّسارع "Acceleration" هو ازدياد السُّرعة، فعندما تبدأ الرَّكضَ في حلبة سباق أو عندما تقود سيَّارتك فإنَّك تغيِّر سرعتك تدريجيًّا، إلى أن تبلغ السُّرعة المطلوبة. لكن لو فعلتَ العكس؛ أي لو كنت تقود سيَّارةً بسرعةٍ معيَّنة وأردت أن تتوقَّف، فإنَّ ما تفعله هو التَّباطؤ "Deceleration" إلى أن تتوقف (1).

وبذلك فإنَّ التَّسارع - عمومًا - هو مقدار تغيُّر* السُّرعة "Velocity" بمرور الزَّمن؛ فإذا كانت سرعتك في لحظةٍ ما هي 4 متر/ ثانية وكان تسارعك هو 2 متر/ ثانية^2، فإنَّ سرعتك بعد ثانيةٍ واحدة ستصبح 4+2=6 متر / ثانية، وتصبح بعد ثانيتين 4+4=8 متر / ثانية (لأنَّ السُّرعة تزداد بمقدار 2 في كلِّ ثانية) وهكذا.. أمَّا إذا كُنتَ تتباطأ بمقدار 2 متر/ ثانية^2 (أي أنَّ سرعتك تنقص بمقدار 2 في كلِّ ثانية) فإنَّ سرعتك بعد الثَّانية الأولى من التَّباطؤ هي 4-2 = 2 متر/ ثانية، وستقفُ بعد الثَّانية الثَّانية؛ إذ تصبح سرعتك مساويةً الصِّفر (2).

(يمكنك الاطِّلاعُ على الفرق بين السُّرعة اللحظية والسُّرعة الوسطيَّة هنا)

ولأنَّ التَّسارع (أو التَّباطؤ) يعتمد على السُّرعة، فيجب التَّمييزُ بين تسارعين هما:

- التَّسارع اللحظيُّ "Instananeuos Acceleration": وهو تغيُّر السُّرعة عند لحظةٍ معيَّنةٍ؛ أي بمرور فترة زمنيَّةٍ صغيرة جدًّا (مثلًا؛ التَّسارع المُقاس خلال جزءٍ من الثَّانية).

- التَّسارع الوسطيُّ "Average Acceleration": وهو تغيُّر في السُّرعة بمرور فترة زمنية معيَّنة (طويلةٍ نسبيًّا) وليس عند لحظة بحدِّ ذاتها؛ أي التَّسارع المُقَاسُ بين الثَّانية الأولى من الحركة والثَّانية الخامسة مثلًا (3).

* إنَّ كلمة "تغيُّر" في الفيزياء تشمل معنيَين هما الزِّيادة والنُّقصان.

المصادر: