ما هو قانون المسافة، يعتبر علم الفيزياء أحد العلوم الهامة المرتبطة بغيرها من العلوم الأخرى، إذ يرتبط علم الفيزياء بعلم الرياضيات وكذلك الكيمياء وغيره، كما يختص بدراسة العديد من القوانين والنظريات المختلفة حول الكميات الفيزيائية بنوعيها، القياسية والمتجهة على حد سواء، ومن الجدير بالذكر أن المسافة من الكميات الفيزيائية التي يقع البعض في خطأ عند التفريق بينها وبين الإزاحة، في هذا السياق نوضح لكم ما هو قانون المسافة، وكذلك تعريفها وأبرز الفروق بينها وبين الإزاحة.
تعريف المسافة في العلوم
إن المسافة إحدى الكميات الفيزيائية القياسية التي يتم تحديدها من خلال قيمة رقمية ووحدة قياس، ويمكن التعبير عن مفهوم المسافة ووحدة قياسها، وكذلك الأدوات التي يتم استخدامها في قياس المسافة، وذلك كما يلي :
- المسافة هي طول المسار المقطوع فقط من قبل جسم متحرك.
- الإزاحة هي أقل مسافة بين نقطة البداية ونقطة النهاية.
- تعطي المسافة المعلومات الكاملة حول المسار الذي يقطعه الجسم.
- تعتبر المسافة من الكميات العددية.
- إن المسافة من الكميات القياسية التي يتم التعبير عنها باستخدام مقدار ووحدة قياس، دون الحاجة إلى تحديد اتجاه.
- تعطي المسافة قيمة عددية تُعبر عن المساحة بين الموقعين، مع اعتبار المسار الفعلي المقطوع من قبل الجسم.
- إن وحدة قياس المسافة هي المتر.
شاهد أيضا: قانون المسافة في الرياضيات
قانون المسافة الكلية في الفيزياء
- المسافة= السرعة × الزمن.
- تعريف المسافة في الفيزياء بأنها الطول الكامل للمسار الذي يسلكه الجسم بين نقطتين محددتين.
- يرمز للمسافة بالرمز (م)، ويمكن حسابها بسهولة من خلال قانون حساب المسافة.
حساب المسافة بين نقطتين
يواجه الكثير من الطلبة صعوبات في حل مسائل الرياضيات لإيجاد المسافة بين نقطتين، عندما تكون لكل نقطة إحداثيين أحدهما سيني والآخر صادي على المستوى الديكارتي، ويمكن حساب المسافة بين نقطتين من خلال القوانين التالية :
- حساب المسافة بين النقطة (س1, ص1) والنقطة (س2, ص2) من خلال الصيغة التالية : المسافة2 = (س2 – س1)2 + (ص2 – ص1)2.
- وبالتالي تُعادل المسافة : الجذر التربيعي ل((س2 – س1)2 + (ص2 – ص1)2.
شاهد أيضا: طريقة حساب مساحة الدائرة
قانون المسافة والتسارع
تعتبر المسافة من الوحدات القياسية التي يكون وصفها بقيمة رقمية ووحدة قياس، ولا يحتاج التعبير عنها تحديد اتجاه، أما التسارع فإنه من الوحدات المتجهة التي يلزم لوصفها تحديد الاتجاه، إلى جانب تحديد قيمة رقمية ووحدة قياس، وحول قانون المسافة والتسارع لابد من توضيح بعض النقاط وأخذها بعين الاعتبار :
- قانون المسافة هو ناتج ضرب الزمن اللازم لقطع المسافة في متوسط سرعة الجسم.
- قانون السرعة الفيزيائي يُعبر عن العلاقة التي تربط بين المسافة والزمن، ويمكن تعريف السرعة على أنها المسافة التي يقطعها الجسم المتحرك في زمن محدد.
- نُعبر عن السرعة بالمعادلة الرياضية التالية : السرعة = المسافة ÷ الزمن، يعني ذلك بالرموز س= م÷ ز.
- حيث يُرمز للسرعة بالرمز ( س ) أما المسافة رمزها (م) بينما يكون رمز الزمن هو ( ز ).
- مثال على السرعة: ما هي سرعة الحصان إذا قام بقطع مسافة 100 متر في 50 ثانية؟ الحل: يكون بتحديد المعطيات وهي المسافة بمقدار 100 م، والزمن 50 ث، وبالتعويض في قانون السرعة يكون الحل كالآتي : السرعة = 100 ÷ 50 أي سرعة الحصان تساوي 2 متر لكل ثانية (2 م/ ث).
- السرعة المتوسطة هي المسافة الكلية التي يقطعها الجسم المتحرك في زمن ما.
- يمكن تعريف السرعة اللحظية على أنها : السرعة التي يقطعها الجسم المتحرك عند لحظة معينة من الزمن، أي مشتقة الإزاحة بالنسبة للزمن، أو طول المسار بالنسبة للزمن.
- القانون الرياضي الذي يُعبر عن السرعة اللحظية : السرعة اللحظية= طول المسار (المسافة بين النقطة الأولى والنقطة الثانية على المسار) ÷ الزمن×2 .
- السرعة الدورانية هي معدل التغير في الإزاحة بالنسبة للزمن.
- قانون السرعة الدورانية يتم التعبير عنه بالعلاقة الرياضية التالية: السرعة الدورانية = 2 × باي ÷ الزمن.
- السرعة الخطية هي المسافة المقطوعة في وحدة زمنية على مسار دائري.
- قانون السرعة الخطية = محيط الدائرة (2×باي×نق نصف القطر) ÷ الزمن.
- التسارع هو معدل التغير في سرعة الجسم بالنسبة للتغير في الزمن، ويُقاس التسارع بوحدة المتر على الثانية تربيع.
شاهد أيضا: قانون محيط المستطيل ومساحته
وحدة المسافة في الفيزياء بالانجليزي
لكل كمية فيزيائية وحدة قياس مناسبة معروفة في النظام الدولي والإنجليزي والغاوسي، وإن وحدة المسافة في الفيزياء هي ثابتة في غالبية الأنظمة المذكورة وهي المتر، حيث يمكننا القول : أن وحدة المسافة والإزاحة وفق النظام الدولي للوحدات هي المتر [م].
ومن الجدير بالذكر أن المتر أطول قليلاً من المسافة بين كل من طرف الأنف ونهاية الإصبع الأبعد في اليد الممدودة لرجل بالغ نموذجي، وقد عُرّفت في الأصل على أنها جزء من عشرة ملايين من المسافة التي تبدأ من خط الاستواء إلى القطب الشمالي، حيث تم قياسها عبر باريس (بحيث يكون محيط الأرض حوالي 40 مليون متر) ؛ ثم طول القضيب المعدني المقطوع بدقة في قبو خارج باريس ؛ بعد ذلك قياس عدد محدد من الأطوال الموجية لنوع محدد من الضوء، كما يتم تحديد الأعداد وفق سرعة الضوء، وعليه يكون المتر الواحد هو مسافة الضوء (أو أي إشعاع كهرومغناطيسي آخر بأي طول موجي) ينتقل عبر الفراغ.
ما هو قانون المسافة، المسافة تُعبر عن الطول المقطوع بشكل كامل أو طول المسار الفعلي، وتُقاس بوحدة المتر، ويمكن التعبير عن المسافة رياضياً على أنها حاصل ضرب سرعة الجسم في الزمن اللازم لقطع المسافة.