تعريف الحركة

تُعرّف الحركة فيزيائيًا على أنّها تغير يحدث لموقع الجسم من مكان إلى مكان آخر مختلف تماماً، وتُصنف الحركة إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

• الحركة الدورانية: مثل دوران الأرض حول نفسها.
• الحركة الخطية: مثل حركة السيارة في طريق مستقيمة.
• الحركة التذبذبية: مثل حركة النابض أو البندول.

وتُعرف المسافة التي يقطعها الجسم خلال حركته بالإزاحة، ويمكن أن تكون هذه الحركة في اتجاه واحد (الحركة المتجهة) ، مثل: أفقيًا، عموديًا، شرقًا، أو غربًا.

علوم الحركة

تُعنى علوم الحركة بدراسة مجموعة من المصطلحات المتعلقة بالحركة، مثل المسافة، الإزاحة، ومعدل الحركة. يُعرف معدل الحركة بالتسارع، وهو التغير في السرعة بالنسبة للزمن. تُسمى علوم الحركة بالتحريكيات أو علم التحريك، إضافةً إلى ما يُعرف بالديناميكا.

تُعرّف السرعة التي يتحرك بها الجسم على أنها المسافة التي يقطعها مقسومة على المدة الزمنية التي استغرقها (السرعة = المسافة/الزمن)، وتُقاس بوحدة كيلومتر لكل ساعة (كم/ساعة) أو متر لكل ساعة أو ميل لكل ساعة.

عندما يكون الجسم كبيرًا، تقع عليه نقطة تُسمى بمركز الثقل، وتعتبر سرعته هنا كمية متجهة تُقاس بوحدة المتر لكل ثانية.

أنواع الحركة

تتنوع أنواع الحركة، ومن أبرزها:

الحركة الدورانية

واحدة من أبسط أنواع الحركة، حيث يتحرك فيها الجسم بسرعة ثابتة المقدار، لكن ما يُعرف بعجلته يكون على الزاوية أو مجموعة الزوايا اليمنى. تعتبر الحركة دورانية أيضًا، والسرعة التي تتطلب الاتجاه نحو مركز الدائرة تُسمى بالعجلة الجاذبة.

المقذوفات

يشمل هذا النوع من الحركة إلقاء كرة مثلاً في الهواء بزاوية محددة. بسبب وجود الجاذبية الأرضية، سوف تسقط الكرة للأسفل وتقل سرعتها تدريجياً أثناء السقوط، علماً بأن الجانب الأفقي من السرعة يبقى ثابتًا متجاهلاً بذلك مقاومة الهواء. وبالتالي، تتحرك الكرة أفقياً بشكل أسرع إلى أن تصطدم بالأرض. المكونات الأفقية والعمودية للحركة مستقلة عن بعضها البعض، ويمكن تحليل كلٍّ منها على حدة، لينتج في النهاية مسار على شكل قطع ناقص.

السرعة الثابتة

تُعد السرعة الثابتة من أكثر السرعات التي يمكن وصفها بسهولة. يمكن أن تكون السرعة الثابتة إما ثابتة أو مقدارها يساوي صفرًا. من هنا نستنتج أنّ وضعية الجسم لن تتحرك خلال المدة الزمنية، كما أنّ السرعة المتوسطة للجسم تساوي سرعته في فترة زمينة.

العجلة المنتظمة

تُعرف العجلة المنتظمة أيضًا بالتسارع اللحظي (بالإنجليزية: Instantaneous acceleratiom)، وهي العلاقة بين السرعة والزمن. عندما يتحرك جسم ما، فإن سرعته تختلف إما بالزيادة أو النقصان خلال وحدة الزمن. بعبارة أخرى، تزيد سرعته أو تقل مع مرور الزمن. يُعرّف التسارع على أنه التغير في السرعة مقسومًا على التغير في الزمن.

يمكن أن يكون مقدار التسارع إما سالبًا أو موجبًا حسب مقدار التغير في السرعة بالنسبة للزمن. وتُعبّر العلاقة الرياضية الخاصة به عن طريق المعادلة التالية:

التسارع = التغير في السرعة / التغير في الزمن

بالرموز: ت =∆ع / ∆ز

بالإنجليزية: Acceleration = Change in Velocity / Change in Time

بالرموز الإنجليزية: a = ∆v / ∆t

حيث أن:

• ت أو a:التسارع، بوحدة (م/ث²).
• ∆ع أو v∆:التغير في السرعة، وتساوي (ع2-ع1)، تقاس بوحدة (م/ث).
• ∆ز أو t∆:التغير في الزمن، ويساوي (ز2-ز1)، تقاس بوحدة الثانية (ث).

من الأمثلة على العجلة المنتظمة: تزيد سرعة الشخص الذي يمارس القفز بالمظلة مع كل ثانية يقترب فيها إلى الأرض. يعود السبب في ذلك إلى تأثير قوتين رئيسيتين هما: الجاذبية الأرضية ومقاومة الهواء. تعمل هاتان القوتان عكس بعضهما البعض، فتزداد قوة كل منهما مع زيادة السرعة. لذا، عندما يزيد التسارع مع مرور الزمن، يزداد مقدار مقاومة الهواء حتى تقترب من مقدار قوة الجاذبية الأرضية. هنا يتحقق التوازن بين القوتين، فيثبت مقدار التسارع، لأن سرعة القفز بلغت حدها النهائي.

خصائص الحركة

تتميز الحركة بمجموعة من الخصائص، أبرزها:

• تعتمد المسافة التي يقطعها الجسم المتحرك بين نقطتين على نوع المسار، فالمسار الدائري يختلف عن الخطي.
• تتحرك الأجسام ضمن زمن معين.
• تتحرك الأجسام بسرعات مختلفة. تُعرّف السرعة بأنها المسافة التي يقطعها الجسم مقسومةً على الزمن، إذ ينشأ عن السرعة خلال زمن معين ما يُسمى بالتسارع.
• ترتبط الحركة بالإزاحة التي يقطعها الجسم المتحرك. الإزاحة هي أقصر مسافة تصل بين نقطتين.

تأثير الاحتكاك على الحركة

تعاكس قوة الاحتكاك اتجاه حركة الأجسام. فإن تحرك جسم ما نحو اليمين، سيكون اتجاه قوة الاحتكاك عندها نحو اليسار، والعكس صحيح. لذلك، يظهر تأثير قوة الاحتكاك على اتجاه الحركة. وبما أن الاحتكاك قوة تعاكس اتجاه حركة الأجسام، فإنها تقلل من سرعتها لأنها تقاوم حركتها. وعندها تتحول الطاقة الحركية التي تُفقد من الأجسام المتحركة إلى طاقة حرارية.

على سبيل المثال، عندما تتحرك سيارة على طريق خشن باتجاه الأمام، ينشأ بين العجلات والطريق قوة احتكاك تعمل في الاتجاه المعاكس وهو الخلف، الأمر الذي يمنع السيارة من الانزلاق على الطريق.

تنتقل الأجسام من مكان إلى آخر عن طريق الحركة التي ترتبط مع كل من التسارع والسرعة والزمن والمسافة والإزاحة. تُصنف الحركة إلى أربعة أنواع: الحركة الدورانية، المقذوفات، العجلة المنتظمة، والسرعة الثابتة. لكن هناك قوى تسبب فقدان الأجسام المتحركة لسرعتها أو طاقتها الحركية كالاحتكاك، فهو يعمل بالاتجاه المعاكس لحركة الأجسام، يُفقدها جزءًا من طاقتها، مما يؤدي إلى تحول طاقتها الحركية إلى حرارية.

المراجع

• Motion”,physics.info, Retrieved 5/8/2018. Edited.
• Andrew Zimmerman Jones (22/4/2018),”Definition of Speed in Physics”،www.thoughtco.com, Retrieved 5/8/2018. Edited.
• types of motion in physics with examples and pictures in daily life”,physicsabout.com,9-2-2016، Retrieved 5/8/2018. Edited.
• “التعجيل )التسارع( اللحظي و الحركة بعجلة منتظمة )بتعجيل منتظم(“،الجامعة المستنصرية، اطّلع عليه بتاريخ 12/9/2021. بتصرّف.
• “Uniform Acceleration”,Vedantu, Retrieved 11/9/2021. Edited.
• “The Science of Skydiving”,THE SKY DIVING COMANY, Retrieved 9/9/2021. Edited.
• ” Skydiving”,the Physics Classroom, Retrieved 9/9/2021. Edited.
• “Motion”,Vedantu, Retrieved 7/9/2021. Edited.
• “Types of Motion: Definition & Examples”,leverageedu, 20/4/2021, Retrieved 7/9/2021. Edited.
• “Questions & Answers”,Vedantu, Retrieved 7/9/2021. Edited.
• “FRICTION”,SIEMENS, Retrieved 11/9/2021. Edited.