تجربة متجهات السرعة اللحظية

تُعتبر فكرة السرعة المتوسطة حاليًا شيءًا مباشرًا إلى حد ما، ولكن تعريف السرعة اللحظية يعتبر أمرًا صعبًا إلى حد ما، حيث يتطلب معرفة حساب التفاضل والتكامل للحصول على النتائج الصحيحة بشكل كامل. ومن الضروري تحديد المشتق بشكل دقيق، ولكن لا يجب أن يكون الأمر صعبًا للغاية.

مع الافتراض أن سرعة السيارة تتفاوت، لأنه على سبيل المثال في حالة ازدحام مروري. يتم النظؤ إلى عداد السرعة وهو قد يختلف فالكثير من الامور ، مثلا من الصفر إلى 60 ميل / الساعة. ومن هنا تعتبر السرعة اللحظية إنها ، بشكل أو بآخر ، هي ما يتم قرأته على عداد السرعة. مع أفتراض أن حالة عداد سرعة جيدة وليس بطيئًا جدًا ويمكن تغيير قراءته بسرعة فائقة . يقوم عداد السرعة بتحديد قياس متوسط ​​السرعة ولكن يقوم بقياس السرعة في فترة زمنية قصيرة جدًا ، وذلك لضمان الحصول على قراءة حديثة للسرعة.

باستخدام إزاحة السيارة يمكن قياس متوسط سرعتها. يجب أن يتم قياس السرعة اللحظية بدقة وتحديدها كما هي v في القاعدة. الهدف هو الوصول إلى الصفر في النهاية.

ماهي تجربة متجهات السرعة اللحظية

يتم تعريف معدل تغيير موضع أي جسم بالسرعة مع مرور الوقت، ويمكن أن تختلف سرعة الجسم أثناء حركته، وتعرف سرعة الجسم في لحظة محددة بالسرعة اللحظية، فإذا كان الموضع يرمز إلى الزمن، فإن السرعة تعتمد على التغيير في الموضع مع تغيير الزمن.

يمكن ايجاد السرعة اللحظية لأن هذا التغيير يم بالوقت في توقيت صغيرًا. وحساب السرعة اللحظية يتطلب معرفة حد وظيفة الموضع حيث يقرب التغيير في الوقت من الصفر. وهو معدل اختلاف مسافة الجسم فيما يرتبط بالوقت. وحدة السرعة هي متر في الثانية (م / ث). السرعة اللحظية (v) = المسافة / الوقت.

• r” يستخدم كرمز للمعدل أو السرعة ويتم تمثيله أحيانا بالحرف .
•  d يرمز للمسافة المنقولة.
• t يرمز للوقت المستغرق لاستكمال الحركة.

تعطي هذه المعادلة متوسط سرعة لشيء ما في فترة زمنية. قد يتحرك الكائن بسرعة أعلى أو أبطأ في نقاط متفاوتة خلال الفترة الزمنية، ولكننا نتعرف هنا على متوسط سرعته. السرعة الفورية، أو السرعة اللحظية بالإنجليزية، هي الحد الأقصى لمتوسط السرعة عند اقتراب الفترة الزمنية من الصفر. عندما ننظر إلى عداد السرعة في السيارة، نرى السرعة الفورية. على سبيل المثال، عندما تكون السيارة تسير بسرعة 60 ميل في الساعة لبضعة لحظات، يكون متوسط السرعة على مدى 10 دقائق أكبر أو أقل بقليل.

تكون السرعة اللحظية دوماً أكبر من أو مساوية الصفر. السرعة اللحظية تعتبر كمية قياسية. خلال الحركة المنتظمة ، تكون السرعة اللحظية في حالة ثبات . بمعنى أخر ، يمكن أن نقول إن السرعة اللحظية في أي توقيت هي مقدار السرعة اللحظية في هذا الوقت. السرعة اللحظية هي حد لمتوسط السرعة حيث يكون الفاصل الزمني صغيرًا جدًا.

تجربة: عندما يتأثر جسم معين بالجاذبية ويتم إسقاطه، يتغير موضعه بحسب الدالة x (t) = 4.9t2، ويتم قياس x (t) بالأمتار. ما هي السرعة اللحظية في اللحظة t = 10.0 ثانية باستخدام صيغة السرعة اللحظية؟.

الاجابة:

تجربة قياس التغير

تجربة قياس التغير تهدف إلى فهم العلاقة بين التغير في الطول والكتلة، وذلك عن طريق تعليق كتل متنوعة على نهاية النابض، حيث ستتأثر تلك الكتل بقوة تسحبها لأسفل، مما يؤدي إلى تمدد النابض وزيادة طوله. وكلما زادت تلك الكتل، زاد طول النابض. وبعد إزالة الكتل المعلقة، سيعود النابض إلى طوله الأصلي بسبب مرونته. تسمح هذه التجربة بفهم العلاقة بين الكتل المعلقة فوق النابض ومقدار التمدد والانقباض في طوله.

عادة ما يستخدم الميزان الزنبرك في آلية تعمل بشكل مريح ومكان تشغيل محدد. يقوم الزنبرك بتحديد مستويين للتشغيل، مثل H1 و H2، وقياس الأحمال المتوقعة عند ضغط الزنبرك إلى H1 و H2. يتطلب القياس اللازم حساب القوة في H1 و H2. بالنسبة للزنبرك القياسي، يسمح بتباين يصل إلى 10٪، ويقل إلى 5٪ باستخدام الزنبرك الدقيق.

كيفية حساب القياس المتغير

ميزان الزنبرك ، هو جهاز وزن يستعمل العلاقة بين الحمل المطبق واختلاف الزنبرك. فالعادة ما تكون العلاقة بينهما خطية بمعنى إذا تضاعفت الاحمال سيتضاعف التشوه. بالميزان الدائري في الشكل ، يتم الارتباط بين الأطراف العلوية للنوابض الحلزونية في الغلاف والأطراف السفلية بقضيب يسمح أن يتحرك بالنسبة للغلاف والذي يرتبط به خطاف التحميل.

يتم تحريك الترس الصغير المرتبط بالمؤشر داخل الغلاف ويتشابك مع الحامل، ويتم ربطه بشكل محوري بالقضيب العرضي، ويتم النقر عليه لملامسة الترس الصغير بواسطة زنبرك الحامل، وعند تطبيق الحمل يتم شد الينابيع، وتدور العارضة من خلال الحامل المرتبط بالترس الصغير ويشير المؤشر إلى الحمل، وتكون وحدات القياس المستخدمة في هذا الجهاز مبنية على صلابة الينابيع، وتشمل النوابض الأكثر صلابة وحدات قياس أكبر وقدرة تحميل أعلى .

يتم استخدام موازين الزنبرك على نطاق واسع لإجراء التجارب بشكل كبير. يتم تعليق الأحمال الثقيلة على العادة باستخدام خطافات الرافعات ويشار إليها باسم موازين الرافعة، بينما تستخدم الوحدات الأصغر في المنازل كموازين للأسماك.

الفرق بين السرعة والمتجهات