تم تصنيف السرعة في حياة الإنسان اليومية إلى نوعين وكليهما يستخدم من أجل التعبير عن أمر واحد فقط، إذ يوجد السرعة المتجهة (Velocity)، والسرعة القياسية(Speed) ولكي يتم فهم كلاً منهما يفضل أولاً أن يتم فهم معنى الحركة الفيزيائية التابعة لدراسة الميكانيكا الكلاسيكية، حيث يهتم علم الحركة المعروف بالكينماتيكا (Kinematics) بدراسة السرعة تفصيلاً.
ومن خلاله تم تعريف السرعة المتجهة بأنها ما يقطعه الجسم من مسافة بوحدة زمنية وهنا تكون الوحدة الزمنية المستخدمة هي الساعة التي تحمل قيمة متجهة واتجاه محدد تركز السرعة عليه، كما يعرف أن السرعة تمتلك قيمة يتم قياسها بالمتر والكيلو متر والثانية، كذلك يمكن قياس اتجاه السرعة في الرياضيات بواسطة السهم لتيسير الحساب.
أما فيما يتعلق بسؤال ماذا تقيس الحركة المتجهة فقد جاءت الإجابة أنها تقوم بقياس كلاً من (الاتجاه والسرعة)، كما تقوم بتحديد كلاً من:
- السرعة المتجهة الثابتة: ويقصد بها أن جميع الأجسام لها سرعة ثابتة متجهة لا تتغير.
- السرعة المتجهة المتغيرة: يتم قياسها عن طريق ما يحدث من تغير بحركة الجسم في فترة زمنية ما.
تعريف السرعة المتجهة
- تم تعريف السرعة المتجهة بأنها المسافة التي يقطعها الجسم بوحدة زمنية والتي يقال عنها قيمة متجهة، بمعنى أنها تركز على اتجاه محدد، وهو ما يمثل أحد خواص السرعة الهامة، ومن بين خواصها أن لها قيمة محددة يتم قياسها بالمتر/ثانية، أو كيلومتر/ساعة، وثانيا يتم تمييز اتجاه السرعة بسهم في الرياضيات بهدف جعل الحسابات أسهل.
- وعلى ذلك فإن السرعة المتجهة هي كمية فيزيائية متجهة تتطلب لكي يتم التعبير عنها اتجاه ومقدار، ولإيضاح الأمر أكثر بتم ذكر مثال السيارة تتحرك بسرعة خمسين كم/ساعة في الاتجاه الشمالي، إذاً مقدار سرعة السيارة خمسين كم/ساعة، في اتجاه حركتها إلى الشمال.
- ومن الممكن أن تقسم السرعة إلى سرعة متوسطة أو لحظية، وعند الحديث عن السرعة المتجهة يكون المقصود بالسرعة المتوسطة المتجهة مقدار التغير بالإزاحة (Δف) مقسوماً على الزمن الكلي (Δز)، بمعنى أنه سوف يكون هناك حاجة لموضع ابتدائي وموضع نهائي، وأيضاً لزمن ابتدائي وزمن نهائي.
السرعة المتجهة اللحظية
- السرعة المتجهة اللحظية يقصد بها سرعة الجسم عند لحظة ما، وهو ما يمكن فهمه من خلال تخيل تجميد الزمن وقياس سرعة الجسم عند اللحظة تلك، أما القول بـ(السرعة المتجهة) يشير هنا إلى السرعة المتجهة اللحظية، بمعنى أنه حين يقال السرعة المتجهة لجسم ما خمسة متر/ث في الاتجاه الشمالي الشرقي فإن ذلك يشير إلى السرعة اللحظية المتجهة لذلك الجسم، ويجدر بيان أن السرعة اللحظية القياسية هي مقدار السرعة اللحظية المتجهة والتي تقدر في تلك الحالة بـ( خمسة متر/ث).
- وعلى ذلك ومما سبق ذكره يتضح أن السرعة القياسية هي كمية قياسية فيزيائية لا تتطلب سوى مقدار لكي يتم التعبير عنها، ويوجد منها نوعان هما؛ السرعة المتوسطة القياسية التي يتم إعطائها من خلال قسمة المسافة المقطوعة بأحد الرحلات، ثم تقسم تلك المسافة على الزمن الكلي اللازم للرحلة تلك.
الفرق بين السرعة والسرعة المتجهة
- هناك فارق بين كلاً من السرعة المتجهة المتوسطة والسرعة المتجهة اللحظية، حيث تعرف السرعة المتوسطة بأنها القيمة المطلقة للسرعة المتجهة، بينما السرعة اللحظية فإنها مقدار سرعة أحد الأجسام في عند لحظة محددة.
- أما عن الفرق بين السرعة والسرعة المتجهة فهو ما يمكن التعرف عيله عند ملاحظة دوران جسم حول دائرة بسرعة ما، ولكي يصبح من الممكن حساب السرعة المتوسطة خلال الدوران، وهنا يتم قسمة الوقت المستغرق أو المقطوع لدوران الجسم منذ بدء الدائرة.
- بينما في حالة حساب متوسط السرعة المتجهة فإن المقدار سوف يساوي صفر، حيث إن حساب السرعة المتجهة يحدث من خلال قسمة ما يحركه الجسم من مقدار إزاحة منذ نقطة البداية حتى نقطة النهاية على الزمن.
- بينما في حالة الدائرة فتتم ملاحظة أن كلاً من نقطتي البداية والنهاية هي نقطة واحدة وهنا تساوي الإزاحة صفراً، في حين أن السرعة يقصد بها المسافة التي يقطعها الجسم بوحدة من الزمن ولها قيمة محددة حيث يتم قياسها بالمتر/ ثانية، أو الكيلو متر لكل ساعة.
وأخيراً بعد أن تناولنا إجابة ماذا تقيس السرعة المتجهة ، نوضح أن هناك فرق ما بين المسافة والإزاحة والسرحة حيث هناك اعتقاد شائع أن كليهما يحملان المعنى ذاته وهو أمر غير صحيح، حيث إن المسافة هي عبارة عن كمية قابلة للقياس يقطعها الجسم من نقطة الداية حتى نقطة النهاية، أم الإزاحة فإنها ما يقطعه الجسم في مسار أو خط مستقيم عن طريق تحرك الجسم من نقطة إلى نقطة أخرى، ووحدة قياس الإزاحة هي وحدة قياس الطول مثل (السم، الكيلو متر والمتر) والتي قد تكون بالموجب أو السالب، بينما السرعة فإنها مقدار ما يقطعه الجسم من إزاحة من نقطة إلى أخرى بفترة زمنية محددة.
