قانون الزمن

الزمن

يدخل الزمن في كثيرٍ من الحسابات والقوانين الفيزيائية، وهو أحد خصائص الكون، وقانونٌ من قوانين الطبيعة، وللزمن مفهومٌ رياضيٌ وفيزيائيٌ يعطيه خاصية الاطراد المستمر، ومسألة تعريف ومعنى الزمن مسألةٌ معقدةٌ، شغلت العديد من العلماء قديماً وحديثاً، وإذا تطرقنا للتعريفات التي وصل إليها العلماء بالنسبة للزمن؛ لن ننتهي، وذلك لكثرتها واختلاف فلسفلتها ولذلك سنطرح هنا بعض القوانين الفيزيائية التي يشكل الزمن أحد عناصرها الأساسية.

قوانين الزمن

حركة جسمٍ في اتجاهٍ واحدٍ

يربط هذا القانون المسافة بالزمن؛ حيث يقول أن المسافة المقطوعة في زمنٍ معينٍ تعبر عن السرعة التي يسير بها الجسم ورياضياً: السرعة = المسافة/الزمن ، وحسب النظام العالمي للوحدات يعبر عن المسافة بالمتر وعن الزمن بالثانية وبالتالي تكون وحدة السرعة م/ث، ويرمز للسرعة بالرمز (ع)، والمسافة بالرمز (ف)، والزمن بالرمز (ن).

السرعة=المسافة/الزمن. ع=ف/ن، ومنها ف=ع×ن، ن=ف/ع

مثال (1):

إذا سارت سيارة بين مدينتين المسافة بينهما 4500 متر، بسرعة 20 م/ث، فتعرف ما هو الزمن الذي استغرقته السيارة لقطع تلك المسافة. الحلّ:

الزمن=المسافة/السرعة =4500/20 =225 ثانية =3.75 دقائق.

مثال (2):

إذا قطع قطار كهربائي مسافة 7560م في زمنٍ يساوي ثلاث ساعات، احسب السرعة التي كان يمشي بها القطار تلك المسافة. الحلّ:

السرعة=المسافة/ الزمن ع=ف/ن =7560/( 3×60×60 ) =7560/ 10800 =0.7 م/ث.

جسمين متحركين في اتجاهين متعاكسين

المسافة = (سرعة الجسم الأول+سرعة الجسم الثاني)×الزمن، :وبالرموز:

ف=(ع1 +ع2)×ن ن=ف/(ع1+ع2) ف/ن=(ع1 + ع2)

مثال1:

إذا كانت المسافة بين المدينة1 والمدينة2 هي 420 كم، وانطلقت سيارة من المدينة 1 إلى المدينة 2 بسرعة 50م /ث، وسيارة أخرى انطلقت من المدينة 2 إلى المدينة 1 بسرعة 67 م/ث، احسب الزمن الذي استغرق لقطع المسافة بين المدينتين. الحلّ:

الزمن = المسافة/(سرعة الأول+سرعة الثاني) ن=ف/(ع1+ع2) =420000/( 50+67) =420000/117 =3589.74 ثانية =59.82 دقيقة.

مثال (2):

إذا كانت أمل تسكن إلى شمال مدرستها وحنان تسكن إلى الجنوب من مدرستها، وكانت المسافة من كلا البيتين إلى المدرسة متساوية وتساوي 250م، وكانت أمل تمشي بسرعة0.5م/ث، وحنان بسرعة 0.7م/ث، احسب الزمن الذي استغرق لقطع المسافة.الحلّ:

الزمن=المسافة/(سرعة الأول+سرعة الثاني) ن=ف/(ع1+ع2) =250/(0.5+0.7) =250/1.2 =208.33ث=3.47 دقيقة.

جسمين متحركين في اتجاهٍ واحد

الزمن=المسافة/(سرعة الأول-سرعة الثاني) وبالرموز: ن=ف/( ع1-ع2 ) والمسافة ف=(ع1-ع2 )×ن والسرعة ع1-ع2=ف/ن

مثال:

إذا انطلق متسابقين في سباقٍ للجري، المتسابق الأول انطلق بسرعة 5م/ث، والمتسابق الثاني انطلق بسرعة 3م/ث، احسب الزمن اللازم لقطع مضمار السباق كاملاً إذا علمت أن طوله يساوي 1560متر. الحلّ:

الزمن=المسافة/(سرعة الأول-سرعة الثاني) ن=ف/( ع1-ع2 ) =1560/(5-3) =1560/2 =780ث =13دقيقة.