همیشه موقع مطالعه مفهوم حرکت، دو مفهوم کلیدی سرعت و شتاب مورد بحث قرار میگیره. سرعت رو میتونیم به‌عنوان تندی حرکت یک جسم متحرک توی یک جهت خاص تعریف کنیم. درحالیکه شتاب هر گونه تغییر در سرعت جسم با توجه به زمانه. تحرک و جنبش ضامن حرکت هستن. حرکت به‌طور خاص، تغییر موقعیت بدن یا هرجسمی در رابطه با زمانه. هروقت راه برین، بدوین یا رانندگی کنین یعنی توی حرکت هستین، حتی پرواز پرنده‌ها، شنا کردن ماهی‌ها، جاری شدن آب توی رودخانه، افتادن برگ‌ها از درخت‌ها، چرخش و جابجایی زمین هم حرکت محسوب میشه. برای یک فرد عادی، دو عبارت سرعت و شتاب یک چیز هستن، ولی توی فیزیک اختلاف‌های ظریفی بین این دو وجود داره که ما توی این مقاله از سایت دیفرتو به شما میگیم که تفاوت سرعت و شتاب چیه.
سرعت (Velocity) چیه؟
توی فیزیک، سرعت به‌عنوان یک پارامتر اندازهگیری جهت‌دار توصیف میشه چون هم اندازه و هم جهت داره. توی سرعت، اندازه نشان‌دهنده سرعته و جهت نشان‌دهنده جهت حرکت اونه. سرعت یک کمیت فیزیکیه که تندی حرکت جسم و جهت اون رو توصیف میکنه. سرعت به معنای تندی تغییر موقعیت یک نفر یا چیزی با توجه به زمانه، یعنی سرعتی که یک شیء در طول زمان از یک نقطه به نقطه دیگر جابجا میشه.
میتونیم سرعت جسم متحرک رو با تغییر در سرعت یا جهت یا هر دو تغییر بدیم. در هر نقطه‌ای، سرعت جسم مماس بر مسیر حرکت اون نقطه‌اس.
شتاب (Acceleration) چیه؟
اندازهگیری تغییر سرعت با توجه به زمانی مشخص رو شتاب میگن. هروقت جسمی سرعت خودش رو تغییر بده به اون شتاب میگن. شتاب هم مثل سرعت یک عبارت برداریه که هم اندازه و هم جهت داره، یعنی زمانی به یک جسم گفته میشه شتاب داره که توی یک محدوده زمانی سرعتش افزایش یا کاهش داشته باشه یا جهت حرکت تغییر کنه یا هر دوتاش با هم تغییر کنه. در کل، شتاب مربوط به اینه که چطوری حرکت بدن یا جسمی نسبت به زمان تغییر میکنه.
تغییر توی سرعت و جهت حرکت جسم با مولفه شتاب جهت رو مشخص میکنه، یعنی وقتی که جهت شتاب موازی با سرعت باشه، تصور میشه که جسم در حال شتاب گرفتنه یا سرعت اون در حال زیاد شدنه. با این حال وقتی که جهت شتاب غیر موازی با سرعت باشه، اون وقت شتاب جسم در حال کاهشه یا سرعت اون در حال کم شدنه.
به‌غیر از این‌ها، اگه مولفه شتاب عمود بر سرعت باشه در واقع میزان تغییر جهت جسم رو منعکس میکنه. پس در این حالت دو نوع شتاب میتونه وجود داشته باشه که این دوتا شامل موارد زیر میشه:
- شتاب مرکزگرا (Centripetal acceleration): وقتی که یک جسم با سرعت یکنواخت در یک حرکت دایره‌ای حرکت میکنه، مثل چرخش زمین، به این شتاب، شتاب مرکزگرا میگن چون تغییر جهت جسم وجود داره.
- شتاب مماسی (Tangential acceleration): وقتی که جهت حرکت تغییری نکنه ولی سرعت اون با زمان تغییر کنه، به اون شتاب مماسی میگن.
فرق بین سرعت و شتاب چیه؟
تفاوت بین سرعت و شتاب رو میتونیم توی گزینه‌های زیر دنبال کنیم:
- سرعت یک جسم به تندی اون توی یک جهت خاص اشاره میکنه. اما شتاب به معنای هرگونه تغییر توی سرعت جسم نسبت به زمان تعریف میشه.
- سرعت چیزی به جزء نرخ تغییر جابجایی نیست. اما شتاب میزان تغییر سرعت نسبت به زمانه.
- سرعت، تندی حرکت جسم متحرک رو همراه با جهت حرکت تعیین میکنه. اما شتاب سرعت تغییر در تندی حرکت جسم متحرک رو توی یک دوره زمانی، مشخص میکنه.
- سرعت به‌صورت مصافت جابجا شده تقسیم بر زمان انجام شده، محاسبه میشه. اما شتاب رو میتونیم به صورت: تغییر در سرعت تقسیم بر زمان صرف شده در حین انجام تغییر، محاسبه کنیم.
- واحد اندازهگیری سرعت متر بر ثانیه (m/s) هست. اما واحد استاندارد شتاب متر بر مجذور ثانیه (m/s۲) هست.
جدول تفاوت سرعت و شتاب
توی جدول مقایسه‌ای زیر این ویژگی‌ها رو یکجا جمع کردیم تا درک این تفاوت‌ها برای شما راحت‌تر بشه:
| مبنای مقایسه | سرعت | شتاب |
| تعریف | سرعت به معنای تندی حرکت یک جسم در جهت معینه. | شتاب به هرگونه تغییر توی سرعت جسم نسبت به زمان گفته میشه. |
| نشون‌دهنده | نرخ تغییر جابجاییه | نرخ تغییر سرعته. |
| مشخص‌کننده | یک جسمی با چه سرعتی در حال حرکته و در کدوم جهت. | سرعت جسم متحرک توی یک بازه زمانی چقدر سریع تغییر میکنه. |
| فرمول | جابجایی تقسیم بر زمان | سرعت تقسیم بر زمان |
| واحد اندازهگیری | m/s | m/s۲ |
شباهت سرعت و شتاب چیه؟
هم سرعت و هم شتاب کمیت‌های برداری هستن که هم اندازه و هم جهت دارن و همچنین هر دوی این عبارت‌ها میتونن مثبت، منفی و صفر باشن.
جمع‌بندی
حرکت یک جسم رو میشه به صورت مسافت طی شده توضیح داد که بسته به سرعت جسم میتونه یکنواخت یا غیر یکنواخت باشه. سرعت یک جسم جابجایی اون در واحد زمانه درحالیکه شتاب نرخ تغییر سرعت جسم در یک دوره زمانیه. این مورد و مواردی دیگه که توی این مقاله توضیح دادیم تفاوت سرعت و شتاب رو به خوبی برای شما مشخص میکنه.
به نظر شما فرق سرعت و شتاب که در این مقاله توضیح داده شد، درست بوده؟ اگر شما اطلاعات بیشتری از تفاوت سرعت و شتاب می‌دونید یا فکر می‌کنید تعریف دقیقتری وجود داره، حتما در بخش نظرات، برای ما ارسال کنید تا مقاله رو اصلاح و تکمیل کنیم.
منابع: