كيفية مقارنة كمية غير معروفة بكمية معيارية أخرى كما يطلق عليها هو سؤال يطرحه العديد من الطلاب في مجال الفيزياء، وتجدر الإشارة إلى أنه للإجابة على هذا السؤال لا بد من معرفة بعض المفاهيم الأساسية والمصطلحات المادية، من المعتاد فهم هذه المقارنة.
ومن أهم المصطلحات السرعة بجميع أنواعها والحركة بكافة أنواعها، كما تعتمد على مقارنة كمية غير معروفة بكمية قياسية من خلال التعرف على بعض المعادلات والرموز الرياضية والفيزيائية.
كيفية مقارنة كمية غير معروفة بكمية قياسية. ماذا يسمي؟
- تسمى المقارنة بين كمية غير معروفة وكمية قياسية بالسعر.
- السرعة هي كمية متجهة تُستخدم للتعبير عن معدل تغير موضع كائن ما بالنسبة لفترة زمنية مرجعية.
- كما أنه يعبر عن سرعة واتجاه حركة الجسم، نظرًا لأن كلا من سرعة وحركة الجسم مهمان لكيفية قياس سرعته.
أنظر أيضا: مفهوم وطبيعة الضوء في الفيزياء
مثال على كيفية قياس كمية معيارية غير معروفة
- إذا كان جسم يتحرك بسرعة ثلاثين مترًا في الثانية وبزاوية 45 درجة، فهذا يعني أن سرعته.
- بالنسبة لهذا الجسم، تساوي ثلاثين مترًا في الثانية، والزاوية بين حركة الجسم والمحور x تساوي 45 درجة.
- وهكذا، يتم تمثيل هذه السرعة على المستوى الديكارتي على شكل سرعتين، حيث يمثل المحور الإحداثي الأفقي السرعة الأولى.
- يتم تمثيل السرعة الثانية بمحور x العمودي.
تعريف السرعة بشكل عام
مثال لتوضيح مفهوم السرعة
- يذهب شخص إلى المكتبة القريبة من منزله الساعة الثالثة مساءً، ويأتي إلى المكتبة بعد ثلاث وعشرين دقيقة.
- استعار كتابًا وغادر المكتبة في الساعة الرابعة والنصف وعاد إلى المنزل بالسيارة ووصل بالضبط في الساعة الثالثة والنصف.
- من المثال السابق، يمكن ملاحظة أن الرجل استغرق عشر دقائق فقط للعودة أسرع مما استغرقه.
- يعني ظهور مصطلح السرعة أنه يزداد عندما تقطع مسافة معينة في وقت أقل.
تنقسم السرعة إلى قسمين رئيسيين، على الرغم من استخدامهما في الحياة اليومية للتعبير عن نفس الشيء.
تقسيمات السرعة كالتالي:
سرعة
- إنها كمية مادية متجهة لأنه يجب التعبير عنها من حيث الحجم والاتجاه.
- وبالتالي، إذا كانت السيارة تسير بسرعة خمسين كيلومترًا في الساعة شمالًا، فإن سرعتها تكون خمسين كيلومترًا في الساعة، ويكون اتجاه سيرها شمالًا.
السرعة مقسمة إلى:
متوسط السرعة
- إنه ناتج قسمة مقدار التغيير في الإزاحة، والمشار إليه بالرمز Δf، بحجم التغيير في الوقت، والمشار إليه بالرمز Δg.
- حيث نحتاج لتعريفه كنقطة بداية ونقطة نهاية ووقت البدء ووقت الانتهاء، وتكون معادلته على النحو التالي: متوسط السرعة هو Δf / g.
سرعة لحظية
- إنها سرعة الجسم في لحظة معينة، أو يمكن توضيحها من خلال تحديد الوقت في لحظة معينة.
- وبعد ذلك، عند قياس سرعة الجسم، تجدر الإشارة إلى أن القيمة الحقيقية للسرعة هي السرعة اللحظية.
السرعة القياسية
هذه كمية مادية قياسية، حيث لا يلزم التعبير عنها لتعريف أي كمية.
تنقسم السرعة القياسية أيضًا إلى نوعين:
متوسط السرعة القياسية
- إنها نتيجة قسمة المسافة التي يقطعها الجسم على إجمالي الوقت الذي يستغرقه الجسم لقطع تلك المسافة.
سرعة قياسية لحظية
- هذه هي الطريقة التي يتم بها مقارنة الكمية غير المعروفة بالكمية القياسية. ماذا يسمى ايضا؟ باختصار، إنه مقدار السرعة اللحظية.
قد تكون مهتمًا بـ: دراسة مكتشف قانون ضغط السائل في الكيمياء
تحديد الكميات القياسية
- تحدثنا عن تعريف السرعة القياسية في وقت سابق، وقمنا بتغطيتها هنا ببعض التفاصيل لتوضيح معناها.
- الكميات القياسية، أو كما يطلق عليها باللغة الإنجليزية: Scalars Quantity.
- إنها كمية تستخدم فقط لتحديد كمية الوحدة المادية.
- لذلك، يتم وصف بعض هذه الكميات العددية فقط بقيمتها العددية ووحداتها المناسبة، دون الحاجة إلى تحديد أي اتجاهات، حيث لا يوجد لها اتجاه مادي محدد.
أمثلة على بعض الكميات المعيارية
كتلة
- الكمية القياسية المستخدمة لحساب كتلة مادة ما في حجم معين ووحدة قياسها هي الكيلوجرام.
سرعة
- كمية قياسية تُستخدم لحساب السرعة الإجمالية لجسم ما، ووحدتها متر لكل ثانية.
مسافه: بعد
- كمية قياسية تُستخدم لحساب إزاحة كائن من نقطة البداية الأصلية، ووحدة قياسه هي الأمتار.
زمن
- إنها كمية قياسية تستخدم لقياس الزاوية المطلوبة لحدوث حدث مادي معين، ووحدتها هي الثانية.
ميدان
- إنها كمية قياسية تُستخدم لحساب المسافة بين بعدين، ووحدة القياس هي المتر المربع.
مقدار
- إنها كمية قياسية تُستخدم لحساب المسافة بين الأبعاد الثلاثة، ووحدة القياس هي المتر المكعب.
كثافة
- كمية قياسية تستخدم لحساب كمية مادة في مساحة معينة، ووحدة قياسها هي جرام لكل متر.
درجة الحرارة
- كمية قياسية تُستخدم لقياس كمية الطاقة الحرارية المنبعثة من جسم ما، ووحدتها هي كلفن.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: تاريخ اكتشاف الجاذبية وقوانينها
تعريف الكميات المتجهة
- تم ذكر كميات المتجهات عند دراسة مقارنة كمية غير معروفة بكمية معيارية، ما يسمى في هذه الحالة بالسرعة، لذلك نشرح معناها بالتفصيل.
- يطلق عليه باللغة الإنجليزية: كمية المتجهات.
- إنها كمية يجب قياسها لتحديد حجم واتجاه كائن ما، ولتحديد وحدة مادية.
أمثلة على كميات المتجهات
دفعة
إنها كمية متجهية تُستخدم لحساب مقدار حركة جسم ما ويتم قياسها بالكيلوجرام لكل متر في الثانية.
- التسريع
- كمية متجهة تستخدم لقياس التغير في سرعة جسم تكون وحدته مترًا لكل ثانية مربعة.
- نزوح المياه
كمية متجهة تستخدم لقياس إزاحة واتجاه جسم من نقطة البداية، بالأمتار.
السرعة الزاوية
- كمية متجهية تُستخدم لقياس مقدار واتجاه دوران كائن حول نقطة، وتكون وحدته راديان في الثانية.
قوة
- إنها كمية متجهة تستخدم لقياس القوة المؤثرة على جسم ما ولتحديد اتجاهه، ووحدة القياس هي النيوتن.
الحقل الكهربائي
- إنها كمية متجهية تُستخدم لحساب حجم واتجاه مجال الشحنة الكهربائية، وتُقاس بالنيوتن لكل كولوم.
من المهم معرفة كيفية مقارنة كمية غير معروفة بكمية قياسية
- أهميتها هي القدرة على دراسة الكون والظواهر الكونية من حولنا.
- لذلك عند المقارنة، على سبيل المثال، بين كميتين متجهتين من نفس النوع، تجدر الإشارة إلى أنه لا توجد مقارنة، على سبيل المثال، بين السرعة والتسارع لأنواعها المختلفة، وهذا ما يعطينا فهمًا لكيفية مقارنة كمية غير معروفة بكمية قياسية.
- مثال آخر: عند إجراء عملية رياضية على بعض الكميات المتجهة، نحدد حجمها واتجاهها معًا، الأمر الذي قد يبدو معقدًا للبعض، ولكنه مبسط وسهل إذا عرفنا كيفية مقارنة الكمية غير المعروفة بالكمية القياسية.
- يتم استخدامه أيضًا لتحديد سرعة القطارات والتنبؤ بوصولها وحساب موقعها الدقيق، وهو أمر مفيد لإنشاء تواريخ سفر محددة لا تظهر.
كيفية مقارنة كمية غير معروفة بكمية قياسية. ما يطلق عليه في مجال الفيزياء، نعلم أنه يطلق عليه مصطلح السرعة، وهو مفيد جدًا في العديد من المجالات المختلفة، خاصة في مجال علم الفلك والكون.