خطوات الاستخدام
الخطوة 1: أدخل السرعة الابتدائية (u) – وهي سرعة الجسم عند بداية الفترة الزمنية. تقاس بوحدة متر/ثانية (m/s). تمثل هذه القيمة الأساس الذي ستُضاف إليه التغيرات الناتجة عن التسارع. مثال: إذا كان الجسم متوقفًا، تكون u=0. إذا كان يتحرك بسرعة 10 م/ث، أدخل 10. يجب الانتباه إلى الإشارة: السرعة في اتجاه معين تعتبر موجبة، وفي الاتجاه المعاكس سالبة، حسب نظام الإحداثيات.
الخطوة 2: أدخل التسارع (a) – وهو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن، بوحدة متر/ثانية² (m/s²). التسارع الثابت يعني أن السرعة تتغير بمقدار ثابت كل ثانية. إذا كان التسارع موجبًا، تزداد السرعة؛ وإذا كان سالبًا (تباطؤ)، تقل السرعة. على سبيل المثال، تسارع الجاذبية الأرضية g ≈ 9.8 m/s² نحو الأسفل. أدخل القيمة مع الإشارة الصحيحة.
الخطوة 3: أدخل الزمن (t) – المدة الزمنية التي يستمر خلالها التسارع، بوحدة الثواني (s). كلما زاد الزمن، زاد التغير في السرعة (Δv = a × t). لاحظ أن الزمن هو فترة التأثير وليس لحظة محددة. على سبيل المثال، إذا ضغطت على الفرامل لمدة 3 ثوانٍ، أدخل 3.
الخطوة 4: اضغط على زر "احسب" – تقوم الحاسبة بإجراء العملية الحسابية: v = u + a × t. يتم ضرب التسارع في الزمن للحصول على التغير في السرعة، ثم يضاف إلى السرعة الابتدائية. النتيجة هي السرعة النهائية (v) بنفس وحدة السرعة الابتدائية. تحقق من الوحدات للتأكد من الاتساق (جميع المدخلات بالوحدات القياسية).
الخطوة 5: تفسير النتيجة – السرعة النهائية قد تكون موجبة أو سالبة حسب الاتجاه. إذا كانت موجبة، فهذا يعني أن الجسم يتحرك في نفس اتجاه السرعة الابتدائية. إذا كانت سالبة، فقد يكون قد عكس اتجاهه (في حالة تباطؤ كبير). يمكن استخدام هذه القيمة لحساب الإزاحة أو الطاقة الحركية لاحقًا.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على حاسبة السرعة بخطوات الحل كاملة.
الحل
المعطيات: u = 20 م/ث (موجبة لأنها شرقًا)، a = 3 م/ث² (موجبة لأن التسارع في نفس الاتجاه)، t = 5 ثوانٍ. نطبق المعادلة: v = u + a × t = 20 + (3 × 5) = 20 + 15 = 35 م/ث. إذن السرعة النهائية هي 35 م/ث شرقًا. هذا يعني أن السيارة زادت سرعتها بمقدار 15 م/ث خلال 5 ثوانٍ. يمكن التحقق من ذلك بحساب التغير في السرعة: Δv = a × t = 3 × 5 = 15 م/ث، وهو ما يتوافق. لاحظ أن التسارع ثابت يفترض أن القوة المؤثرة ثابتة. في الواقع، قد يتغير التسارع بسبب مقاومة الهواء أو تغير المحرك، لكن هذه المعادلة تعطي تقريبًا جيدًا إذا كان التسارع ثابتًا تقريبًا. تطبيقات أخرى: يمكن استخدام هذه المعادلة لحساب سرعة جسم يسقط سقوطًا حرًا (a = g) إذا كانت السرعة الابتدائية صفرًا.
الحل
الجزء الأول: u = 0، a = 50 م/ث²، t = 20 ثانية. v = 0 + 50 × 20 = 1000 م/ث. هذه سرعة هائلة (حوالي 3600 كم/ساعة) وهي غير واقعية في الغلاف الجوي بسبب الاحتكاك، لكنها توضح قوة التسارع الثابت. في الفضاء الخارجي، يمكن تحقيق ذلك. الجزء الثاني: الآن u = 1000 م/ث، a = -20 م/ث² (إشارة سالبة لأن التسارع معاكس للحركة)، v = 0 (توقف). نريد إيجاد t. من المعادلة: 0 = 1000 + (-20) × t => 20t = 1000 => t = 50 ثانية. أي أن الصاروخ يحتاج 50 ثانية ليتوقف تمامًا إذا طبق تباطؤًا ثابتًا مقداره 20 م/ث². هذا المثال يوضح كيفية استخدام المعادلة في حالات التباطؤ، حيث يكون التسارع سالبًا. لاحظ أن الإشارة السالبة للتسارع لا تعني بالضرورة أن الجسم يتباطأ، بل تعني أن التسارع في الاتجاه السالب. إذا كانت السرعة الابتدائية موجبة والتسارع سالب، فإن السرعة النهائية تقل.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة حاسبة السرعة.
قيم مُدخَلة قياسية
- السرعة الابتدائية
- 10
- التسارع
- 0.5
- الزمن
- 8
قيم مُدخَلة مرتفعة
- السرعة الابتدائية
- 100
- التسارع
- 2
- الزمن
- 24
قيم مُدخَلة منخفضة
- السرعة الابتدائية
- 1
- التسارع
- 0.1
- الزمن
- 1