Fislab
الرئيسية / التجارب / الحركة بسرعة ثابتة

💡 الحركة بسرعة ثابتة

Motion at Constant Velocity
⏱️ 25 دقيقة 📂 الميكانيكا 🎯 مستوى متوسط

🎯 نواتج التعلم

🎯 Learning Outcomes

بعد هذه التجربة ستكون قادرًا على أن:

After this experiment you will be able to:

  1. تصف الحركة بسرعة ثابتة وتطبّق معادلة الموقع \(x=x_0+vt\).Describe motion at constant velocity and apply the position equation \(x=x_0+vt\).
  2. تفسّر الرسمين البيانيين للموقع والزمن (الميل = السرعة) وللسرعة والزمن (المساحة = الإزاحة).Interpret the position–time graph (slope = velocity) and the velocity–time graph (area = displacement).
  3. تحوّل بين \(\mathrm{m/s}\) و\(\mathrm{km/h}\) وتحسب الموقع والزمن من معطيات الحركة.Convert between \(\mathrm{m/s}\) and \(\mathrm{km/h}\) and calculate the position and the time from the data of the motion.

🎬 شاهد الفيديو

🎬 Watch the Video


🚗 الحركة بسرعة ثابتة

🚗 Motion at Constant Velocity

يتحرك الجسم بسرعة ثابتة عندما يقطع إزاحات متساوية في أزمنة متساوية على خط مستقيم دون تغيّر في مقدار سرعته ولا اتجاهها. فتكون السرعة المتجهة \(v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}\) ثابتة والتسارع \(a=0\).

A body moves at constant velocity when it covers equal displacements in equal times along a straight line without any change in the magnitude or the direction of its velocity. The velocity \(v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}\) is then constant and the acceleration is \(a=0\).

📘 معادلات الحركة بسرعة ثابتة

📘 Equations of motion at constant velocity

\(x(t)=x_0+v\,t\qquad v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\)ثابت\(\qquad a=0\)

\[x(t)=x_0+v\,t\qquad v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\text{constant}\qquad a=0\]

\[\Delta x=x-x_0=v\,t\qquad 1\ \mathrm{m/s}=3.6\ \mathrm{km/h}\]

حيث \(x_0\) الموقع الابتدائي (m)، \(v\) السرعة المتجهة (m/s) وإشارتها تدل على الاتجاه، \(t\) الزمن (s). والمسافة \(d=|v|\,t\) عندما لا يتغير الاتجاه.

Here \(x_0\) is the initial position (m), \(v\) the velocity (m/s) whose sign gives the direction, and \(t\) the time (s). The distance is \(d=|v|\,t\) when the direction does not change.

💡 تفسير الرسمين البيانيين

💡 Interpreting the two graphs

🧪 تجربة 1: حرّك السيارة وراقب الموقع والسرعة والرسمين البيانيين

🧪 Experiment 1: Move the car and watch the position, the velocity and the two graphs

اختر السرعة \(v\) والموقع الابتدائي \(x_0\) ثم حرّك مؤشر الزمن \(t\) بيدك أو اضغط «شغّل» ليتحرك الزمن (لا تبدأ الحركة من تلقاء نفسها). تتحرك السيارة على الخط، وتُرسم النقطة على رسم الموقع–الزمن (ميله \(=v\)) وعلى رسم السرعة–الزمن (المساحة المظلّلة \(=\) الإزاحة). اضغط «سجّل» لإضافة صف إلى الجدول وتحقق أن \(\Delta x/\Delta t\) ثابت.

Choose the velocity \(v\) and the initial position \(x_0\) then move the time slider \(t\) with your hand or press “Play” to let the time run (the motion never starts by itself). The car moves along the line, and the point is drawn on the position–time graph (its slope \(=v\)) and on the velocity–time graph (the shaded area \(=\) the displacement). Press “Record” to add a row to the table and check that \(\Delta x/\Delta t\) is constant.

3
0
0
الزمن \(t\) (s)Time \(t\) (s)—
الموقع \(x\) (m)Position \(x\) (m)—
السرعة \(v\) (m/s)Velocity \(v\) (m/s)—
السرعة (km/h)Speed (km/h)—
الإزاحة \(\Delta x\) (m)Displacement \(\Delta x\) (m)—
المسافة (m)Distance (m)—

🧪 تجربة 2: حاسبة التحقق: حلّ المسألة ثم صحّح

🧪 Experiment 2: Checker: solve the problem and check

مسألة جديدة في كل مرة. احسب القيم الثلاث ثم اضغط «صحّح».

A new problem every time. Calculate the three values and press “Check”.

🛠️ تطبيقات عملية

🛠️ Practical applications


✍️ أمثلة محلولة

✍️ Worked Examples

❓ مثال 1Example 1

سيارة تتحرك بسرعة ثابتة \(3\ \mathrm{m/s}\) من الموقع \(x_0=0\). أين تكون بعد \(12\ \mathrm{s}\)؟ وما سرعتها بـ \(\mathrm{km/h}\)؟

A car moves at a constant velocity of \(3\ \mathrm{m/s}\) from the position \(x_0=0\). Where is it after \(12\ \mathrm{s}\)? What is its speed in \(\mathrm{km/h}\)?

الحل
\(x=x_0+vt=0+3\times12=36\ \mathrm{m}\)
\(v=3\times3.6=10.8\ \mathrm{km/h}\)
✅ \(x=36\ \mathrm{m}\) ، \(10.8\ \mathrm{km/h}\)
Solution
\(x=x_0+vt=0+3\times12=36\ \mathrm{m}\)
\(v=3\times3.6=10.8\ \mathrm{km/h}\)
✅ \(x=36\ \mathrm{m}\) , \(10.8\ \mathrm{km/h}\)
❓ مثال 2Example 2

جسم يبدأ من \(x_0=-5\ \mathrm{m}\) بسرعة \(2\ \mathrm{m/s}\). أوجد موقعه بعد \(10\ \mathrm{s}\) والزمن الذي يصل فيه إلى \(x=25\ \mathrm{m}\).

A body starts from \(x_0=-5\ \mathrm{m}\) with a velocity of \(2\ \mathrm{m/s}\). Find its position after \(10\ \mathrm{s}\) and the time at which it reaches \(x=25\ \mathrm{m}\).

الحل
\(x=-5+2\times10=15\ \mathrm{m}\)
\(25=-5+2t\ \Rightarrow\ t=\dfrac{30}{2}=15\ \mathrm{s}\)
✅ \(x=15\ \mathrm{m}\) ، \(t=15\ \mathrm{s}\)
Solution
\(x=-5+2\times10=15\ \mathrm{m}\)
\(25=-5+2t\ \Rightarrow\ t=\dfrac{30}{2}=15\ \mathrm{s}\)
✅ \(x=15\ \mathrm{m}\) , \(t=15\ \mathrm{s}\)
❓ مثال 3Example 3

رسم بياني للموقع والزمن لجسم يمر بالنقطتين \((0\ \mathrm{s},\ 4\ \mathrm{m})\) و\((6\ \mathrm{s},\ 28\ \mathrm{m})\). أوجد سرعته ومعادلة موقعه.

A position–time graph of a body passes through the points \((0\ \mathrm{s},\ 4\ \mathrm{m})\) and \((6\ \mathrm{s},\ 28\ \mathrm{m})\). Find its velocity and the equation of its position.

الحل
\(v=\)الميل\(=\dfrac{28-4}{6-0}=4\ \mathrm{m/s}\)
\(x=4+4t\)
✅ \(v=4\ \mathrm{m/s}\) ، \(x=4+4t\)
Solution
\(v=\text{slope}=\dfrac{28-4}{6-0}=4\ \mathrm{m/s}\)
\(x=4+4t\)
✅ \(v=4\ \mathrm{m/s}\) , \(x=4+4t\)
❓ مثال 4Example 4

جدول لحركة جسم: \(t=0,3,6,9\ \mathrm{s}\) و\(x=0,12,24,36\ \mathrm{m}\). هل السرعة ثابتة؟ وكم تساوي؟

A table of a body’s motion: \(t=0,3,6,9\ \mathrm{s}\) and \(x=0,12,24,36\ \mathrm{m}\). Is the velocity constant? What is it?

الحل
\(\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\dfrac{12}{3}=\dfrac{24}{6}=\dfrac{36}{9}=4\ \mathrm{m/s}\)
النسبة ثابتة فالسرعة ثابتة.
✅ نعم، \(4\ \mathrm{m/s}\)
Solution
\(\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\dfrac{12}{3}=\dfrac{24}{6}=\dfrac{36}{9}=4\ \mathrm{m/s}\)
The ratio is constant so the velocity is constant.
✅ yes, \(4\ \mathrm{m/s}\)
⭐ 1

ميل الخط في الرسم البياني للموقع والزمن يمثل:

The slope of the line in the position–time graph represents:

Aالتسارعthe acceleration
Bالسرعة المتجهةthe velocity
Cالموقع الابتدائيthe initial position
Dالزمنthe time
الحل
الميل\(=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=v\)
✅ السرعة المتجهة.
Solution
\(\text{slope}=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=v\)
✅ the velocity.
⭐ 2

الرسم البياني للسرعة والزمن لحركة بسرعة ثابتة هو:

The velocity–time graph of motion at constant velocity is:

Aخط مائل صاعدa rising sloped line
Bقطع مكافئa parabola
Cنقطةa point
Dخط أفقيa horizontal line
الحل
\(v=\)ثابت
✅ خط أفقي.
Solution
\(v=\text{constant}\)
✅ a horizontal line.
⭐ 3

المساحة تحت الرسم البياني للسرعة والزمن تساوي:

The area under the velocity–time graph equals:

Aالإزاحةthe displacement
Bالتسارعthe acceleration
Cالسرعةthe velocity
Dالزمنthe time
الحل
\(v\times t=\Delta x\)
✅ الإزاحة.
Solution
\(v\times t=\Delta x\)
✅ the displacement.
⭐ 4

سرعة سيارة \(72\ \mathrm{km/h}\) تساوي:

A car speed of \(72\ \mathrm{km/h}\) equals:

A\(72\ \mathrm{m/s}\)\(72\ \mathrm{m/s}\)
B\(259\ \mathrm{m/s}\)\(259\ \mathrm{m/s}\)
C\(20\ \mathrm{m/s}\)\(20\ \mathrm{m/s}\)
D\(2\ \mathrm{m/s}\)\(2\ \mathrm{m/s}\)
الحل
\(72\div3.6=20\ \mathrm{m/s}\)
✅ \(20\ \mathrm{m/s}\).
Solution
\(72\div3.6=20\ \mathrm{m/s}\)
✅ \(20\ \mathrm{m/s}\).

📚 ملخص

📚 Summary

المفهومConceptالعلاقةRelation
معادلة الموقعPosition equation\(x=x_0+vt\)\(x=x_0+vt\)
السرعةVelocity\(v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\text{constant}\)\(v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\text{constant}\)
ميل الموقع–الزمنSlope of x–tالسرعةthe velocity
مساحة السرعة–الزمنArea under v–tالإزاحةthe displacement
التحويلConversion\(\mathrm{km/h}=3.6\times\mathrm{m/s}\)\(\mathrm{km/h}=3.6\times\mathrm{m/s}\)

⚠️ أخطاء شائعة

⚠️ Common mistakes