الفرق بين الازاحة والمسافة

الفرق بين الإزاحة والمسافة عادة في أي علم من علوم الحياة المكتسبة ، بما في ذلك الفيزياء ، حيث يوجد ارتباك أو ارتباك بين الأفكار والمعلومات حول التعاريف المختلفة لأي مهمة أو وظيفة تؤديها المادة ، بما في ذلك مهمة الاستقرار أو الحركة للجسم ، وفي بشكل عام ، يعتبر علم الحركة علمًا واسعًا في الفيزياء ، فهو يشغل مساحة كبيرة من هذا العلم ويتضمن العديد من المصطلحات والقوانين المتعلقة بحساب جميع الأنواع وقيمة الحركة التي يقوم بها الجسم ، مثل قوانين الإزاحة والمسافة ، وفي مقالتنا اليوم عبر موقعنا سنتعرف على تعريف الإزاحة والمسافة مع ذكر خصائص كل منهما بالإضافة إلى توضيح الفروق المهمة بينهما والذكر.

تعريف الإزاحة

يُعرَّف الإزاحة ببساطة على أنها التغيير في موضع شيء ما ، لذلك إذا افترضنا أن شخصًا ما كان يقف في مقدمة الحافلة وانتقل من موضعه إلى مؤخرة الحافلة ، أي أن هذا الشخص قد غير وضعه من مقدمة الحافلة إلى مؤخرة الحافلة ، وهذا التغيير في الموقع يسمى الإزاحة حيث يطلق عليه رياضيا اسم الإزاحة.

خصائص الإزاحة

يتميز الإزاحة بمجموعة من الخصائص المهمة ، منها:

• ترتبط قيمة إزاحة الكائن بالموضع ، أي نقطة الوقوف
• الإزاحة لها اتجاه محدد أو عدة اتجاهات بالإضافة إلى المقدار الذي يحدد مقدار الإزاحة.
• الإزاحة ليست قيمة ثابتة ، فقد تكون صفراً إذا ظل الجسم أو الجسم في موضعه.
• قد يكون للإزاحة قيمة سالبة أو موجبة إذا تحرك الجسم إلى اليمين أو اليسار من موضعه أو إذا تحرك للأمام أو للخلف.
• لا يرتبط نوع الحركة التي يقوم بها الجسم بالإزاحة ، فقد يتحرك الكائن نحو نقطة معينة من موضعه بعدة طرق.

يقطع سعد مسافة 6 كيلومترات على دراجته في ساعة واحدة. كم من الوقت يستغرق قطع مسافة 15 كم؟

تعريف المسافة

يتم تعريف المسافة ببساطة على أنها مقدار أو حجم الإزاحة بين نقطتين ، وهما نقطة البداية التي بدأ منها الجسم ونقطة النهاية حيث استقر الجسم ، وفي شكل آخر ، يمكن تعريف المسافة على أنها مقدار المساحة التي يغطيها كائن أثناء حركته أو إزاحته من مكان إلى آخر ، أي المسافة هي وصف لمقدار تحرك الجسم أثناء إزاحته.

خصائص المسافة

الخصائص بشكل عام تعني الأشياء التي تميز المفاهيم عن بعضها البعض وفيما يلي سوف نستعرض الخصائص التي تميز المسافة عن الإزاحة وهي:

• على عكس الإزاحة ، فإن المسافة ليس لها اتجاه محدد ، إنها كمية.
• المسافة بين نقطتين أو موقعين لأي جسم لا تساوي المسافة المقطوعة بينهما بسبب الاختلاف في الاتجاه المأخوذ.
• تعبر المسافة المقطوعة عن الطول الإجمالي للمسار أو الطريق الذي يتم قطعه بين موضعين أو مكانين.
• المسافة لها قيمة موجبة فقط ، إنها مجرد حجم إجمالي وليس لها اتجاه صعودي أو هبوطي أو للأمام أو للخلف.

الفرق بين الازاحة والمسافة

تعلمنا سابقًا عن تعريف الإزاحة والمسافة وخصائص كل منهما ، وفي ضوء هذا التعريف سنجد الفروق التالية والمذكورة في الجدول التالي:[2]

حساب الإزاحة والمسافة

على الرغم من أن المسافة والإزاحة يرتبطان بالجسم أو الجسم الذي ينتقل من مكان إلى آخر لدرجة أنهما مختلفان في طريقة حسابهما ، إلا أنهما يصفان مهمتين وحالتين مختلفتين ويتم حسابهما وفقًا للقوانين التالية التي سنذكرها مع شرحهم.

حساب المسافة

علمنا سابقًا أن المسافة تصف المسار بالتفصيل لأنها تشير إلى جميع النقاط التي مر بها الجسم أثناء رحلته ، وبالتالي إذا مر الجسم بالنقاط أ ، ب ، ج ، د ، فسيتم حساب المسافة عن طريق إضافة المسافات بين كل نقطتين حسب القانون الآتي:

• المسافة = مجموع المسافات التي يقطعها الجسم حتى يصل إلى الوجهة النهائية.
• المسافة = ab + bc + cd

حساب الإزاحة

كما وجدنا سابقًا أن الإزاحة لا تعطي معلومات كافية عن المسار الذي يسلكه الجسم ولكنها تصف أقصر مسار متبع ، وبالتالي فإن الإزاحة تعتمد فقط على الوجهة الأولية أو الموضع الأولي الذي بدأ منه الجسم ويتم التعبير عنه بـ x0 والوجهة أو الموضع النهائي الذي وصلت إليه ويتم التعبير عنه بواسطة xf أما بالنسبة للإزاحة ، فيتم التعبير عنها بواسطة ΔX ، حيث أن تسمى دلتا ، وحتى نحصل على الإزاحة ΔX ، يجب أن نضيف كلاً من xf و x0 ، لذا فإن القانون الحسابي للنزوح هو:[2]

• الإزاحة ΔX = x0 + xf

متى تتساوى المسافة مع الإزاحة

لقد رأينا سابقًا أن الإزاحة والمسافة ليسا متساويين في القيمة ، فلكل منهما معنى معينًا للجسم أو الكائن من حيث الكمية الاتجاهية للإزاحة والكمية القياسية للمسافة ، ولكن لا يوجد سوى حالة واحدة يكون فيها الإزاحة والمسافة متساويتين وذلك عندما يتحرك الجسم في خط مستقيم وفي اتجاه ثابت بين نقطتين فقط دون العودة الأولى التي تحرك منها ، وكمثال توضيحي دعنا نفترض أن شخصًا ما يجلس في الحافلة وتتنقل من المقعد الأمامي إلى مقدمة الحافلة وتجلس وتستقر في المقعد الخلفي ، فنقول إن الإزاحة والمسافة لهذا الشخص متساوية ، ولكن إذا عاد الشخص من المقعد الخلفي وجلس مرة أخرى في المقعد الأمامي ، ثم ستنخفض قيمة المساواة بين المسافة والإزاحة.

خلال فترة تبلغ حوالي ساعة ، يكون الإزاحة الزاوية لكل من عقرب الساعات وعقرب الدقائق متساويين

أمثلة على الازاحة والمسافة

لتبسيط عملية شرح الإزاحة والمسافة ، سندعم التعريفات التي ذكرناها بأمثلة توضيحية تشمل استخدام قوانين الحساب الخاصة بكل منهما لتأكيد فهمنا لهاتين الحالتين.

المثال الأول

إذا كان لدينا قطار سريع ينطلق يوميًا من وسط العاصمة إلى الجزء الشمالي منها ويتوقف أثناء رحلته عند محطتين أو محطتين للراحة واستقبال ركاب جدد ، ثم إذا سافر من نقطة البداية إلى المحطة الأولى 87 كم من المحطة الأولى إلى الثانية يقطع 91 كم ، ومن المحطة الثانية إلى المحطة النهائية في الشمال 89 كم ، فما إجمالي المسافة التي يقطعها القطار؟

الحل: نجمع المسافات التي يقطعها القطار بين كل نقطتين حتى وصوله إلى وجهته النهائية ، والحل هو:

• المسافة المقطوعة = مجموع المسافات التي قطعها الجسم حتى وصل إلى الوجهة النهائية.
• المسافة المقطوعة = 87 + 91 + 89 = 267 كم.

المثال الثاني

يسافر شخص مسافة 250 كيلومترًا شمال مكان إقامته ، وفي الطريق يتذكر أنه يجب عليه اصطحاب صديقه معه في هذه الرحلة وعليه العودة 105 كيلومترًا باتجاه الجنوب لاصطحاب صديقه ، فكم تبلغ هل إزاحة جسد هذا الشخص؟

الحل: يتم تطبيق قانون حساب الإزاحة ونستبدل قيمة الموضع الأولي x0 = 250 ، ونستبدل قيمة الموضع النهائي التي حددها الجسم xf = 105 ثم الإزاحة ΔX تساوي:

• ΔX = 250-105 = 145

المثال الثالث

ذهب الطالب إلى المدرسة التي تبعد 150 مترًا فقط عن منزله ، ثم عاد إلى المنزل في نهاية اليوم ، كم المسافة التي قطعها؟ وما مقدار الإزاحة للطالب؟ ومتى تساوي المسافة الإزاحة؟

• الجواب 1: المسافة المقطوعة هي مجموع المسافة من المنزل إلى المدرسة والعكس صحيح ، وبالتالي فإن المسافة = 150 + 150 = 300 متر.
• الجواب 2: تم إزاحة الجثة من المنزل إلى المدرسة ثم إعادتها إلى المنزل أي أنها عادت إلى نقطة البداية وبالتالي فإن الإزاحة = 150-150 = 0 م.
• الجواب 3: المسافة تساوي الإزاحة عندما يصل الطالب من المنزل إلى المدرسة ويبقى هناك ، أي المسافة المقطوعة هي 150 = إزاحة الجسم هي 150.

وبهذا نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان الفرق بين الإزاحة والمسافة من خلالها تعلمنا تعريف الإزاحة والمسافة بخصائص كل منهما ، وكذلك توضيح الاختلافات المهمة بينهما وتعزيز فهم قوانين الحساب الخاصة بكل منهما بأمثلة توضيحية.