Fislab
الرئيسية / التجارب / معادلات الحركة

💡 معادلات الحركة

Equations of Motion
⏱️ 30 دقيقة 📂 الميكانيكا 🎯 مستوى متوسط

🎯 نواتج التعلم

🎯 Learning Outcomes

بعد هذه التجربة ستكون قادرًا على أن:

After this experiment you will be able to:

  1. تطبّق معادلات الحركة بتسارع ثابت \(v=v_0+at\) و\(x=x_0+v_0t+\tfrac12at^2\) و\(v^2=v_0^2+2a\Delta x\).Apply the equations of motion with constant acceleration \(v=v_0+at\), \(x=x_0+v_0t+\tfrac12at^2\) and \(v^2=v_0^2+2a\Delta x\).
  2. تختار المعادلة المناسبة حسب المعطيات والمجهول.Choose the suitable equation according to the given quantities and the unknown.
  3. تربط المعادلات بالرسمين البيانيين للموقع والزمن (قطع مكافئ) وللسرعة والزمن (خط مستقيم ميله التسارع).Relate the equations to the position–time graph (a parabola) and the velocity–time graph (a straight line whose slope is the acceleration).

🎬 شاهد الفيديو

🎬 Watch the Video


🚗 الحركة بتسارع ثابت

🚗 Motion with Constant Acceleration

عندما تتغير سرعة الجسم بمعدل ثابت تكون حركته بتسارع ثابت \(a\). نرمز بـ \(x_0\) للموقع الابتدائي و\(v_0\) للسرعة الابتدائية عند \(t=0\)، وبـ \(x\) و\(v\) للموقع والسرعة بعد زمن \(t\). التسارع \(a=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}\) وإشارته مع اتجاه الحركة تحدّد التسارع أو التباطؤ.

When the velocity of a body changes at a constant rate its motion is with constant acceleration \(a\). We use \(x_0\) for the initial position and \(v_0\) for the initial velocity at \(t=0\), and \(x\) and \(v\) for the position and velocity after a time \(t\). The acceleration is \(a=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}\) and its sign relative to the direction of motion decides whether the body speeds up or slows down.

📘 معادلات الحركة

📘 The equations of motion

\[v=v_0+at\]

\[x=x_0+v_0t+\tfrac12at^2\qquad(\Delta x=v_0t+\tfrac12at^2)\]

\[v^2=v_0^2+2a\,\Delta x\qquad \Delta x=\dfrac{v_0+v}{2}\,t\]

💡 كيف نختار المعادلة؟

💡 How do we choose the equation?

🧪 تجربة 1: حرّك السيارة بتسارع ثابت وعوّض في المعادلات

🧪 Experiment 1: Move the car with constant acceleration and substitute in the equations

اختر الموقع الابتدائي \(x_0\) والسرعة الابتدائية \(v_0\) والتسارع \(a\)، ثم حرّك مؤشر الزمن \(t\) أو اضغط «شغّل» (لا تبدأ الحركة من تلقاء نفسها). يظهر التعويض المباشر في المعادلات، وتُرسم نقطة الحالة على الرسمين البيانيين: الموقع (قطع مكافئ) والسرعة (خط مستقيم ميله \(a\)).

Choose the initial position \(x_0\), the initial velocity \(v_0\) and the acceleration \(a\), then move the time slider \(t\) or press “Play” (the motion never starts by itself). The direct substitution in the equations appears, and the state point is drawn on the two graphs: position (a parabola) and velocity (a straight line of slope \(a\)).

-5
2
0.8
0
الزمن \(t\) (s)Time \(t\) (s)—
السرعة \(v\) (m/s)Velocity \(v\) (m/s)—
الإزاحة \(\Delta x\) (m)Displacement \(\Delta x\) (m)—
الموقع \(x\) (m)Position \(x\) (m)—
السرعة المتوسطة (m/s)Average velocity (m/s)—
تحقق: \(v^2-v_0^2\) و\(2a\Delta x\)Check: \(v^2-v_0^2\) and \(2a\Delta x\)—

🧪 تجربة 2: حاسبة التحقق: حلّ المسألة ثم صحّح

🧪 Experiment 2: Checker: solve the problem and check

مسألة جديدة في كل مرة. استعمل المعادلات المناسبة واحسب القيم الثلاث ثم اضغط «صحّح».

A new problem every time. Use the suitable equations, calculate the three values and press “Check”.

🛠️ تطبيقات عملية

🛠️ Practical applications


✍️ أمثلة محلولة

✍️ Worked Examples

❓ مثال 1Example 1

بقيم المحاكاة الأصلية: \(x_0=-5\ \mathrm{m}\) و\(v_0=2\ \mathrm{m/s}\) و\(a=0.8\ \mathrm{m/s^2}\). أوجد السرعة والموقع بعد \(5\ \mathrm{s}\).

With the values of the original simulation: \(x_0=-5\ \mathrm{m}\), \(v_0=2\ \mathrm{m/s}\) and \(a=0.8\ \mathrm{m/s^2}\). Find the velocity and the position after \(5\ \mathrm{s}\).

الحل
\(v=v_0+at=2+0.8\times5=6\ \mathrm{m/s}\)
\(\Delta x=2\times5+\tfrac12\times0.8\times25=20\ \mathrm{m}\)
\(x=-5+20=15\ \mathrm{m}\)
✅ \(v=6\ \mathrm{m/s}\) ، \(x=15\ \mathrm{m}\)
Solution
\(v=v_0+at=2+0.8\times5=6\ \mathrm{m/s}\)
\(\Delta x=2\times5+\tfrac12\times0.8\times25=20\ \mathrm{m}\)
\(x=-5+20=15\ \mathrm{m}\)
✅ \(v=6\ \mathrm{m/s}\) , \(x=15\ \mathrm{m}\)
❓ مثال 2Example 2

سيارة تنطلق من السكون بتسارع \(3\ \mathrm{m/s^2}\). كم ثانية تحتاج لتبلغ \(24\ \mathrm{m/s}\)؟ وما المسافة التي تقطعها؟

A car starts from rest with an acceleration of \(3\ \mathrm{m/s^2}\). How long does it need to reach \(24\ \mathrm{m/s}\)? What distance does it cover?

الحل
\(t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{24-0}{3}=8\ \mathrm{s}\)
\(\Delta x=\tfrac12at^2=\tfrac12\times3\times64=96\ \mathrm{m}\)
✅ \(t=8\ \mathrm{s}\) ، \(\Delta x=96\ \mathrm{m}\)
Solution
\(t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{24-0}{3}=8\ \mathrm{s}\)
\(\Delta x=\tfrac12at^2=\tfrac12\times3\times64=96\ \mathrm{m}\)
✅ \(t=8\ \mathrm{s}\) , \(\Delta x=96\ \mathrm{m}\)
❓ مثال 3Example 3

سيارة سرعتها \(20\ \mathrm{m/s}\) فرملت بتسارع \(-4\ \mathrm{m/s^2}\). أوجد زمن توقفها ومسافة الفرملة.

A car at \(20\ \mathrm{m/s}\) brakes with an acceleration of \(-4\ \mathrm{m/s^2}\). Find the time it takes to stop and the braking distance.

الحل
\(0=20-4t\ \Rightarrow\ t=5\ \mathrm{s}\)
\(0=20^2+2(-4)\Delta x\ \Rightarrow\ \Delta x=\dfrac{400}{8}=50\ \mathrm{m}\)
✅ \(t=5\ \mathrm{s}\) ، \(\Delta x=50\ \mathrm{m}\)
Solution
\(0=20-4t\ \Rightarrow\ t=5\ \mathrm{s}\)
\(0=20^2+2(-4)\Delta x\ \Rightarrow\ \Delta x=\dfrac{400}{8}=50\ \mathrm{m}\)
✅ \(t=5\ \mathrm{s}\) , \(\Delta x=50\ \mathrm{m}\)
❓ مثال 4Example 4

جسم سرعته الابتدائية \(5\ \mathrm{m/s}\) وتسارعه \(2\ \mathrm{m/s^2}\) قطع إزاحة \(24\ \mathrm{m}\). أوجد سرعته النهائية والزمن.

A body with an initial velocity of \(5\ \mathrm{m/s}\) and an acceleration of \(2\ \mathrm{m/s^2}\) covers a displacement of \(24\ \mathrm{m}\). Find its final velocity and the time.

الحل
\(v^2=25+2\times2\times24=121\ \Rightarrow\ v=11\ \mathrm{m/s}\)
\(t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{11-5}{2}=3\ \mathrm{s}\)
✅ \(v=11\ \mathrm{m/s}\) ، \(t=3\ \mathrm{s}\)
Solution
\(v^2=25+2\times2\times24=121\ \Rightarrow\ v=11\ \mathrm{m/s}\)
\(t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{11-5}{2}=3\ \mathrm{s}\)
✅ \(v=11\ \mathrm{m/s}\) , \(t=3\ \mathrm{s}\)
⭐ 1

ميل الرسم البياني للسرعة والزمن يمثل:

The slope of the velocity–time graph represents:

Aالموقعthe position
Bالتسارعthe acceleration
Cالإزاحةthe displacement
Dالزمنthe time
الحل
\(\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=a\)
✅ التسارع.
Solution
\(\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=a\)
✅ the acceleration.
⭐ 2

جسم ينطلق من السكون بتسارع \(2\ \mathrm{m/s^2}\). سرعته بعد \(5\ \mathrm{s}\):

A body starts from rest with an acceleration of \(2\ \mathrm{m/s^2}\). Its velocity after \(5\ \mathrm{s}\) is:

A\(5\ \mathrm{m/s}\)\(5\ \mathrm{m/s}\)
B\(25\ \mathrm{m/s}\)\(25\ \mathrm{m/s}\)
C\(2.5\ \mathrm{m/s}\)\(2.5\ \mathrm{m/s}\)
D\(10\ \mathrm{m/s}\)\(10\ \mathrm{m/s}\)
الحل
\(v=0+2\times5=10\)
✅ \(10\ \mathrm{m/s}\).
Solution
\(v=0+2\times5=10\)
✅ \(10\ \mathrm{m/s}\).
⭐ 3

إذا تضاعفت السرعة الابتدائية لسيارة تفرمل بالتسارع نفسه فإن مسافة الفرملة:

If the initial speed of a car braking with the same acceleration doubles, the braking distance:

Aتصبح 4 أمثالهاbecomes 4 times
Bتتضاعفdoubles
Cلا تتغيرdoes not change
Dتصبح نصفهاbecomes half
الحل
\(\Delta x=\dfrac{v_0^2}{2|a|}\propto v_0^2\)
✅ تصبح 4 أمثالها.
Solution
\(\Delta x=\dfrac{v_0^2}{2|a|}\propto v_0^2\)
✅ becomes 4 times.
⭐ 4

الرسم البياني للموقع والزمن في الحركة بتسارع ثابت غير صفري هو:

The position–time graph for motion with a non-zero constant acceleration is:

Aخط مستقيمa straight line
Bخط أفقيa horizontal line
Cقطع مكافئa parabola
Dدائرةa circle
الحل
\(x=x_0+v_0t+\tfrac12at^2\)
✅ قطع مكافئ.
Solution
\(x=x_0+v_0t+\tfrac12at^2\)
✅ a parabola.

📚 ملخص

📚 Summary

المعادلةEquationتُستعمل عندما لا يُذكرUse when it is not mentioned
\(v=v_0+at\)\(v=v_0+at\)الإزاحةthe displacement
\(\Delta x=v_0t+\tfrac12at^2\)\(\Delta x=v_0t+\tfrac12at^2\)السرعة النهائيةthe final velocity
\(v^2=v_0^2+2a\Delta x\)\(v^2=v_0^2+2a\Delta x\)الزمنthe time
\(\Delta x=\tfrac{v_0+v}{2}t\)\(\Delta x=\tfrac{v_0+v}{2}t\)التسارعthe acceleration

⚠️ أخطاء شائعة

⚠️ Common mistakes