ما هو تعريف التسارع

.

ينشأ التسارع عن التغير في قيمة أو اتجاه السرعة، وبناءً عليه يمكن تقسيمه إلى قسمين هما:

وبحسب قيمة كلٍ من التسارع المماسي والدائري، تُقسم الحركة عمومًا إلى نوعين رئيسيين:

.

يمكننا تقسيم التسارع حسب القيمة إلى تسارعٍ منتظمٍ وغير منتظمٍ ولحظيٍّ:

.

بحسب القوانين التي وضعها العالم إسحاق نيوتن (Isaac Newton)، وبخاصة القانون الثاني للحركة والذي ينص على أنه بمجرد تطبيق قوة خارجية على جسمٍ ما، فإن هذه القوة ستُكسب الجسم تسارعًا يتناسب طردًا مع شدة القوة وعكسًا مع كتلة الجسم، من هذا القانون، يمكنك أن تستشف بأن العوامل المؤثرة في التسارع هما عاملين رئيسيين:

لفهمٍ أدق لهذه العوامل دعني اقترح مثالًا، هو انطلاق سيارةٍ من نقطة توقفٍ، تتزايد سرعة السيارة مع تغير الزمن خلال الانطلاق وهو ما يُعرف بالتسارع، وكلما زاد الضغط على دواسة الوقود زاد التسارع بسبب زيادة القوة المطبقة على السيارة، وكلما كان وزن السيارة أكبر كان تغير السرعة أو التسارع يسير بوتيرةٍ أقل بسبب التناسب العكسي بين التسارع والكتلة.

.

هناك نوعان من التسارع رياضيًا: التسارع المتوسط ​​والتسارع اللحظي.

يُحسب ​​التسارع المتوسط على مدى فترةٍ زمنيةٍ من خلال حاصل قسمة الفرق في السرعة بين لحظتين متباعدتين نسبيًّا على طول الفترة الزمنية، تُسمى السرعة في بداية هذه الفترة بالسرعة الابتدائية، والسرعة في النهاية تسمى السرعة النهائية، وبناءً عليه يكون ​​التسارع هو كمية محسوبة من قياسين للسرعة يُحسب بالعلاقة التالية:

التسارع المتوسط = (السرعة النهائية – السرعة البدائية) / المدة الزمنية

في المقابل، يُقاس التسارع اللحظي خلال فترةٍ زمنيةٍ غاية في القصر، قد تقترب من الصفر بشكلٍ كبيرٍ، يُسمى حد المعدل عندما يقترب المقام من الصفر بالمشتق، وعليه فالتسارع اللحظي هو إذن حد متوسط ​​التسارع عندما يقترب الفاصل الزمني من الصفر، أو التسارع اللحظي هو مشتق السرعة في لحظةٍ معينةٍ.

التسارع هو مُشتقّ السرعة بمرور الوقت، لكنّ السرعة نفسها هي مُشتقّ الموضع أو المسافة مع مرور الزمن. المشتق هو عمليةٌ رياضيةٌ، عندما تُطبقه أول مرّةٍ على الموضع خلال زمنٍ محددٍ، ستحصل على السرعة، وتطبيقه للمرة الثانية يمنحك مشتقًا ثانيًّا هو التسارع.

يتضمن حساب التسارع قسمة السرعة على الوقت، وفي جملة الواحدات الدولية يعني هذا قسمة المتر في الثانية (واحدة قياس السرعة) على الثانية (واحدة قياس الزمن)، بالتالي قسمة المسافة على الوقت مرتين أو قسمة المسافة على مربع الوقت، فتكون وحدة التسارع في النظام الدولي للوحدات هي المتر مقسومًا على الثانية المربعة، ويُرمز لها (m/s²) أو (m.s^-2).

.