الإزاحة هي مصطلح في الفيزياء يشير إلى تغيير موضع الجسم، ويتم تعبير الإزاحة عن طريق أقصر مسافة بين نقطتين مختلفتين، وتمثل بالمقدار والاتجاه، وقد تكون إيجابية أو سالبة، وبالإضافة إلى ذلك، يساهم معدل التغير في الإزاحة في منح الجسم سرعة .
شرح معنى الإزاحة
يتم استخدام مصطلح الإزاحة لوصف حالة تغيير موقع الجسم من مكان لآخر بالنسبة لمرجع معين، وبالتالي، تعبر الإزاحة عن تحرك الجسم أو تغير موقعه، أي أنها تصف التغير في موقع الجسم، ويمكن التعبير عنها باستخدام المعادلة الرياضية التالية: Δx = Xf – X0، حيث تعني Δx الإزاحة، وتعني Xf الموقع النهائي للجسم، وتعني X0 الموقع الأولي للجسم .
الإزاحة تعني تغيير موقع الجسم في الفضاء، ويمكن التعبير عنها باستخدام المقدار والاتجاه عبر رسم سهم يربط موقع البداية بالنهاية، وعندما يتم حل المسألة ببعد واحد، يمكن أن تكون الإزاحة إما إيجابية أو سلبية، ويجب تحديد الاتجاه الإيجابي للموقع قبل البدء في حل المسألة، ويتم الإشارة إلى الموقع الإيجابي على الأغلب عندما يكون في الجهة اليمنى أو العلوية، ويتم اختيار الموقع الذي يمثل الاتجاه الإيجابي بحرية .
حساب قيمة الإزاحة
لحساب قيمة الإزاحة، يجب تطبيق قانون الإزاحة على المسائل العملية. ومن الضروري مراعاة الاتجاه من الموقع الابتدائي إلى الموقع النهائي، بالإضافة إلى طرح قيمة المسافة المقطوعة النهائية من المسافة المقطوعة الابتدائية. فيما يلي أمثلة تطبيقية لحساب قيمة الإزاحة
1- تحركت سيارة مسافة 110 مترات شمالا، ثم تراجعت مسافة 10 مترات جنوبا، فما قيمة انحراف السيارة
عن طريق تطبيق قانون الإزاحة، فإن : الإزاحة = متجه الموقع النهائي – متجه الموقع الابتدائي
الإزاحة = 110 – 10
الإزاحة = 100 متر باتجاه الشمال .
تحرك الطالب شمالا لمسافة 15 متر ثم عاد جنوبا لمسافة 5 متر، فما هي الإزاحة
يتم حساب الإزاحة بجمع متجه الموقع النهائي وطرحه من متجه الموقع الابتدائي
الإزاحة = 15 – 5
الإزاحة = 10 متر
خصائص الإزاحة
1- وحدة قياس التحول هي وحدة الطول .
يُمكن أن تكون الإزاحة التي تتعلق بجسم محدد في وقت محدد إيجابية أو صفرية أو سالبة .
لا تعبر إزاحة الجسم بين نقطتين عن نوع الحركة التي حدثت في المسار بينهما، حيث أنه على سبيل المثال، إذا تحرك الجسم من الموقع أ إلى الموقع ب عن طريق أقصر مسار بينهما أو اتبع مسار دائري، فإن الإزاحة سوف تكون متساوية في كلا الحالتين وتساوي صفر.
4- يتم قياس قيمة إزاحة الجسم بين نقطتين مختلفتين لإعطاء أقصر مسافة بينهما.
قد تكون المسافة الفعلية التي يقطعها الجسم خلال فترة زمنية محددة مساوية لقيمة الإزاحة أو أكبر منها.
يعد إزاحة الجسم بين نقطتين مختلفتين مسارًا مميزًا، حيث يمكن نقل الجسم من نقطة بدايته إلى نقطة نهايته.
المسافة والمسافة المقطوعة وعلاقتهما بالإزاحة
يجب الانتباه عند استخدام مصطلح المسافة. فهناك طريقتان لوصف المسافة في الفيزياء، إما بالحديث عن المسافة بين نقطتين مختلفتين أو المسافة المقطوعة للجسم وهي المسافة التي يقطعها الجسم .
يمكن التعبير عن المسافة بوصفها المقدار أو الاتجاه للتغيير في الموقع بين نقطتين. يجب الانتباه إلى أن المسافة بين نقطتين ليست مساوية للمسافة المقطوعة بينهما، حيث تعتبر المسافة المقطوعة هي المسافة الكلية للمسار الذي تم قطعه بين النقطتين. وعلاوة على ذلك، فإنها كمية فيزيائية غير موجهة، حيث يتم التعبير عنها باستخدام المقدار فقط ولا تحتاج إلى اتجاه، وبالتالي لا يمكن التعبير عنها بالقيمة السالبة.
ليس من الضروري أن تكون قيمة المسافة بين نقطتين متساوية مع قيمة الإزاحة بينهما، وخاصة عندما يتغير اتجاه الجسم بشكل مستمر خلال مساره، ولذلك فإن المسافة المقطوعة بين النقطتين ستكون أكبر من قيمة الإزاحة بينهما .
غالبا ما ينسى بعض الأشخاص أن المسافة المقطوعة يمكن أن تصبح أكبر من قيمة الإزاحة، حيث تعبر كلمة القيمة عن حجم الإزاحة بين نقطتين بغض النظر عن الاتجاه، ولكنها تمثل رقما يعبر عنه بوحدة واحدة فقط، وتستخدم كل من مفهومي الإزاحة وقيمة الإزاحة في معادلات الحركة، وعلى الجانب المقابل لا يتم استخدام مفهوم المسافة المقطوعة كثيرا .
يمكن فهم مصطلح الإزاحة عن طريق تصوّر وضع إشارة في بداية الحركة وإشارة أخرى عند نهايتها؛ فالإزاحة هي الفرق بين الموقع الأول والموقع الثاني وتمثل المسار المقطوع بينهما، أما المسافة المقطونة فهي الطول الكلي للمسار المقطوع بين الإشارتين .