ما هو مفهوم الإزاحة في الفيزياء .. 6 من أهم خصائص الإزاحة .. تعرف عليها

مفهوم الإزاحة

الإزاحة تعني التغيّر في موقع الجسم الذي يتجه في اتجاه محدد، والتي يتم التعبير عنها في علم الفيزياء أنها أقل أو أقصر مسافة بين نقطتين مختلفتين، متمثلة عن طريقة المقدار والاتجاه، وقد تكون سالبة أو موجبة، ومعدل التغيّر الحركي في الإزاحة هو الذي يعطي الجسم سرعة معينة، فما هو مفهوم الإزاحة؟ وما هي أهم خصائصها في علم الفيزياء؟ هذا ما نتعرف عليه من خلال السطور القليلة القادمة.

ما هو مفهوم الإزاحة في علم الفيزياء؟

بمعنى بسيط، فإن حركة الجسم بشكل محدد في علم الفيزياء يتم تفسيرها عبر قوانين الإزاحة، حيث يتم تحديد موقع الجسم في وقت محدد، وبالتالي يتم تحديد المكان أو الأرض مرجع، وبالتالي يمكن تحديد الجسم وحركته عبر مرجع ثابت.

ويتم تحديد الحركة للأجسام بالنسبة لبعضها البعض وغالباً ما يتم التعبير عنها عبر استخدام المتغير × تمثيل الموضع الأفقي والمتغير Y هذا لتمثيل الموضع العمودي.

أما عن الإزاحة للحركة الجسم، فهي عبارة عن أحد الكميات الفيزيائية المتجهة والتي يعبر عنها باستخدام المقدار والاتجاه، بحيث يتم التعبير عنها من خلال رسم سهم يصل بين الموقع الابتدائي وما بين الموقع النهائي للجسم.

والإزاحة ايضاً هي حالة تغيير موقع الجسم من المكان التي يوجد فيه هذا الجسم إلى مكان آخر، بالنسبة للمرجع الثابت المعين للإزاحة، وبالتالي فإن الإزاحة تعبر عن حركة الجسم وتغيّر موقعه في نفس الوقت، وذلك بالتعبير عن ذلك من خلال هذه المعادلة الرياضية: الإزاحة: Δx= Xf-X0 أما عن شرح الرموز فهي:

  • الإزاحة: Δx
  • الموقع النهائي للجسم بعد الحركة: Xf
  • الموقع الابتدائي للجسم بعد الحركة: X0

وهناك العديد من الطرق الرياضية الفيزيائية لحل المسائل سواء المسائل ذات البعد الواحد أو غيرها، ففي حال حل المسائل ذات البعد الواحد، فإنه يجب تحديد الإشارة السالبة أو الموجبة، وعند حل المسألة يتم تحديد الإشارة الموجبة للموقع، والتي في الغالب تكون سائرة في اتجاه اليمين أو الاعلى، ونحن نمتلك الخيار في تحديد موقع الإشارة الموجبة عند حل مسائل الإزاحة خاصة ذات البعد الواحد.

ما هي أهم خصائص الإزاحة؟

الإزاحة لكي نحل مسائلها الفيزيائية الهامة خاصة ذات البعد الواحد او حتى غيرها يجب فهم حركة الأجسام وكيفية إزاحتها وحساب هذه الإزاحة، وهذه الخصائص التي نعرضها في النقاط التالية تساعدنا على فهم عميق للإزاحة وحركة الأجسام، وهذه الخصائص تتمثل في:

  • وحدة قياس الإزاحة هي نفسها وحدة الطول.
  • الإزاحة الخاصة بالجسم المعين في الوقت المعين يمكن أن تكون موجبة أو سالبة أو صفر أي ساكنة.
  • لا يتم التعبير عن الإزاحة بين الجسمين بين نقطتين عن نوع الحركة التي بين الجسم في موقعين، على سبيل المثال الموقع أ إلى الموقع ب وذلك من خلال طريق قصير بينهما أو إتباع طريق دائري فإن الإزاحة في الحالتين هي أ و ب
  • إزاحة الجسم الواقع بين نقطتين لها مسار مميز، حيث يمكن أخذ الجسم من نقطة البداية حتى نقطة النهاية.
  • القيمة التي تقاس لإزاحة الجسم بين النقطتين المختلفتين تعطي أقصر مسافة بينهما.
  • المسافة الفعلية المقطوعة للجسم في الوقت المعين قد تساوي قيمة الإزاحة أو أكبر منها.

كيف يتم التعبير عن المسافة أو اتجاه الإزاحة؟

يمكن التعبير عن المسافة بين المقدار أو الاتجاه المعين للإزاحة الواقعة بين الموقعين، بحيث يتم قياس المسافة الواقعة بين موقعين والتي لا تساوي المسافة المقطوعة بينهما، حيث يتم قياس المسافة المقطوعة بوحدة الطول الكلي للمسار المقطوع بين الموقعين أ وب ( على سبيل المثال ) وبالتالي فهي كمية فيزيائية غير متجهة حيث يتم التعبير عنها باستخدام مقدار معين ولا يتم الاحتياج للاتجاه ولا يمكن التعبير عنها بالإشارة السالبة.

ومن ناحية أخرى لا تساوي قيمة المسافة بين الموقعين الإزاحة بينهما مثل تغيّر حالة الجسم واتجاهه باستمرار من خلال مساره المحدد، وهذا لأن المسافة المقطوعة في تلك الحالة ستكون أكبر من قيمة الإزاحة بين هذين النقطتين.

ما هي قيمة حجم إزاحة حركة الجسم بين نقطتين؟

يتم التعبير عن قيمة المسافة المقطوعة بين النقطتين دون النظر إلى اتجاه الجسم، وهو رقم يعبر عنه بوحدة الطول ، ويتم استخدام كل من مفهوم الإزاحة وقيمة الإزاحة في التعبير عن معادلات الحركة، ولا يتم استخدام مفهوم المسافة المقطوعة بشكل كبير، وبالتالي إدراك مفهوم الإزاحة من خلال وضع إشارة عند بداية حركة الجسم والإشارة عند انتهاء الحركة هي من صميم التعبير عن قيمة الإزاحة.

وبمعنى آخر فإن الإزاحة تعبر عن الفرق بين الموقع الأول للجسم وحركته والموقع الثاني للجسم وحركته، وكذلك المسار المقطوع بينهما، أما المسافة المقطوعة فهي عبارة عن الطول بالوحدة الكلية لطول المسار بين الإشارتين ما بين بداية ونهاية الحركة.

وعند حل المسائل الفيزيائية للحركة الخاصة بالإزاحة، فإن إضافة الإشارة السالبة من المهم، ولا يجب نسيانها، حيث لا يضع البعض عند حل هذه المسائل الإشارة السالبة، وبالتالي في الغالب يحدث ذلك عند طرح الموقع النهائي من الموقع الابتدائي هذا بديلاً عن العكس.

ويتم استخدام المعادلة الرياضية التالية: الإزاحة: Δx= X F-X0 في حل المسائل الفيزيائية الهامة عن الإزاحة وحركة الأجسام، وهو ما حاولنا تفسير حركة الأجسام قبل تطبيق هذه المعادلة الرياضية تلك.

مفهوم الإزاحة في الفيزياء يعتبر من أهم المفاهيم التي تعبر عن حركة الأجسام في مسار واحد محدد، وقد تعرفنا على العديد من الجوانب الرياضية والفيزيائية عن مفهوم الإزاحة من خلال سطور هذا المقال.

Responses