معادلات الحركة في خط مستقيم

Equations of Rectilinear Motion

5. التسارع أو العجلة أو التعجيل     Acceleration

تبدأ المشي أو الركض من السكون ثم تزيد من سرعتك، الكثير من الأجسام تبدأ حركتها من السكون ثم تزيدها بمرور الزمن. والسيارة أثناء سيرها قد تصدف إشارة كهربائية حمراء اللون فتقف فهي في هذه الحالة تخفض سرعتها حتى تصل إلى الصفر (الوقوف التام)، نسمي عملية زيادة السرعة أو تخفيضها باسم التسارع، فإذا كان التسارع متوافقاً مع اتجاه السرعة ويزيدها سمي تسارعاً إيجابياً ويوضع أمام الرقم الدال على التسارع الإيجابي إشارة (+) أو لا توضع أية إشارة مثلاً تسارع جسم +8 م/ث² أو 8 م/ث²، وإذا كان معاكساً لاتجاه الحركة ويخفضها سمي تسارعاً سلبياً أو تباطوءاً توضع أمام قيمته إشارة ( ـ ) فمثلاً تسارع جسم ـ 3 م/ث² تعني أن التسارع له اتجاه يعاكس اتجاه حركة الجسم. وحتى يتمكن العلماء من قياسه فقد اتفقوا على أن التسارع هو معدل زيادة السرعة في وحدة الزمن مثلاً إذا تحرك جسم من السكون حسب الجدول التالي :  

فإن التسارع هنا إيجابي ومقداره 5 م  / ث² ... من أين حصلنا على هذه القيمة ؟ لاحظ الجدول من بدء الحركة وحتى نهاية الثانية الأولى تغيرت السرعة من صفر م / ث إلى 5 م / ث . إن التغير في السرعة في هذه الحالة يمكن قياسه كما يلي :

يُسمى التغير في السرعة في واحدة الزمن باسم التسارع. ولو جربت حساب التسارع بين الثانية الأولى والثانية لوجدته

 5 م / ث² وكذلك بين الثانية الثانية والثالثة = 5 م / ث²... الخ إن التسارع في مثالنا تسارع إيجابي منتظم ومقداره

 5م / ث².

التسارع: هو مقدار التغير في السرعة في واحدة الزمن والتسارع كمية متجهة كما هو الحال مع السرعة وهي كمية متجهة أيضاً.

مثال : ادرس الجدول التالي ولاحظ مقدار التسارع .

احسب التسارع بين الثانية صفر والثانية الأولى .

ولو حسبت التسارع بين الثانيتين الأولى والثانية لوجدته – 7 م / ث² . يتضح لك من هذا المثال أن التسارع فيه هو تسارع منتظم وثابت وسلبي ، أي أنه يُعاكس اتجاه حركة الجسم وبالتالي يعمل على إيقافه.

ليس بالضرورة أن يكن التسارع ثابتاً في كل حالات حركة الجسم، فعند التوقف العادي للسيارة تنخفض سرعتها تدريجياً وبطريقة نظامية عادية ويكون توقفها ناعماً، أما إذا اعترض السيارة عائق أو أراد السائق تفادي حادث فيكون التوقف فجائياً والتسارع السلبي كبير جداً وغير نظامي.

الخلاصة: التسارع أو العجلة، هو معدل التغير في سرعة الجسم في وحدة الزمن (وهو في الوحدات الدولية م / ث²) . وهو كمية متجهة أي أن له مقداراً واتجاهاً . قد يكون التسارع ثابتاً إذا تغيرت السرعة بنفس المقدار من ثانية إلى أخرى ، وقد يكون غير نظامي وغير ثابت إذا تغيرت السرعة بمقادير و / أو اتجاهات مختلفة من ثانية إلى أخرى .