یک دوچرخه‌سوار با سرعت ثابت 15 کیلومتر در ساعت به مدت 2 ساعت رکاب می‌زند. مسافتی که او طی می‌کند چقدر است؟ 🤔
این یک مسئله ساده از مبحث حرکت‌شناسی در فیزیک است. برای حل این مسئله، باید با مفهوم‌های زیر آشنا باشید:
رابطه بین سرعت، زمان و مسافت به صورت زیر است:
به عبارت دیگر:
که در آن:
در این روش، از فرمول بالا به طور مستقیم استفاده می‌کنیم:
بنابراین:
مسافت طی شده توسط دوچرخه‌سوار 30 کیلومتر است. 🎉
گاهی اوقات لازم است قبل از استفاده از فرمول، واحدها را تبدیل کنید. در این مثال، اگر سرعت بر حسب متر بر ثانیه داده شده بود، باید آن را به کیلومتر بر ساعت تبدیل می‌کردیم یا زمان را به ثانیه تبدیل می‌کردیم.
فرض کنید سرعت دوچرخه‌سوار 5 متر بر ثانیه باشد. برای تبدیل آن به کیلومتر بر ساعت، از رابطه زیر استفاده می‌کنیم:
بنابراین:
حالا می‌توانیم مسافت را محاسبه کنیم:
مسافت طی شده 36 کیلومتر است. ✨
می‌توانیم این مسئله را با استفاده از یک نمودار نیز حل کنیم. محور افقی را زمان و محور عمودی را مسافت در نظر می‌گیریم. خطی که نشان دهنده حرکت دوچرخه‌سوار است، یک خط مستقیم با شیب برابر با سرعت (15 کیلومتر بر ساعت) خواهد بود.
با توجه به نمودار، پس از 2 ساعت، مسافت طی شده 30 کیلومتر خواهد بود. 📈
| پارامتر | مقدار | واحد |
|---|---|---|
| سرعت | 15 | کیلومتر بر ساعت |
| زمان | 2 | ساعت |
| مسافت | 30 | کیلومتر |
در حل مسائل فیزیک، همیشه به واحدها توجه کنید. اگر واحدها با هم سازگار نباشند، باید آن‌ها را تبدیل کنید. همچنین، قبل از شروع محاسبات، مطمئن شوید که مسئله را به درستی فهمیده‌اید و تمام اطلاعات لازم را دارید.
حرکت‌شناسی یکی از مهم‌ترین مباحث فیزیک است که در بسیاری از زمینه‌های علمی و مهندسی کاربرد دارد. با مطالعه این مبحث، می‌توانید پدیده‌های مختلفی را که در اطراف خود می‌بینید، بهتر درک کنید.