تحليل السؤال وإجابته
السؤال: تحركت سيارة بسرعة 20 م/ث، ثم استخدم السائق الفرامل وتوقفت بعد دقيقتين. احسب مقدار العجلة.
التحليل:
البيانات المعطاة:
السرعة الابتدائية (u) = 20 م/ث
السرعة النهائية (v) = 0 م/ث (لأن السيارة توقفت)
الزمن (t) = 2 دقيقة = 120 ثانية (تحويل الدقائق إلى ثوانٍ)
المطلوب: حساب العجلة (a)
القانون المستخدم:
نستخدم قانون الحركة الثاني لنيوتن الذي يربط بين العجلة والسرعة والزمن:
v = u + at
حيث:
v: السرعة النهائية
u: السرعة الابتدائية
a: العجلة
t: الزمن
الحل:
نعوض بالقيم المعطاة في المعادلة:
0 = 20 + a * 120
-20 = 120a
a = -20 / 120
a = -1/6 م/ث²
الإجابة:
مقدار العجلة التي أثرت على السيارة هي -1/6 متر لكل ثانية مربعة.
تفسير العلامة السالبة:
العلامة السالبة للعجلة تدل على أن العجلة تعمل في اتجاه معاكس لاتجاه الحركة. بمعنى آخر، فإن الفرامل تعمل على إبطاء السيارة، وبالتالي فإن العجلة تكون سالبة.
ملاحظة:
قد يبدو من غير منطقي أن تستغرق السيارة دقيقتين للتوقف من سرعة 20 م/ث. هذا الرقم للزمن يبدو غير واقعي في الحياة الواقعية. غالبًا ما تستغرق عملية الفرملة بضع ثوانٍ فقط. قد يكون هناك خطأ في السؤال الأصلي، أو أن السؤال يهدف إلى اختبار فهمك للمفاهيم الفيزيائية دون الالتزام بواقعية الأرقام.
الخلاصة:
باستخدام قانون الحركة الثاني لنيوتن، قمنا بحساب مقدار العجلة التي أثرت على السيارة لتجعلها تتوقف. العجلة السالبة تعني أن القوة تعمل عكس اتجاه الحركة.
هل لديك أي أسئلة أخرى؟