لوگوی فیزیکال می — معلم فیزیک حسن باقری

حرکت با سرعت ثابت — وقتی سرعت تغییر نمی‌کنه 🚗⏰

یه تصویرِ زیبا 🩸: خونی که در آئورت جریان داره، در حالتِ آرامش با سرعتِ تقریباً ثابتِ $40\,\text{cm/s}$ پیش می‌ره. حرکت یکنواخت یعنی همین — سرعتی که با گذرِ زمان تغییر نمی‌کنه. ساده‌ترین حالتِ حرکت، ولی فهمش پایه‌ی همه‌چیزه.

تعریف 🎯

حرکت یکنواخت روی خط راست: وقتی جسم در زمان‌های مساوی، مسافت‌های مساوی طی می‌کنه و جهت‌ش هم تغییر نمی‌کنه.

این یعنی سرعت (بُرداری) ثابته:

$$
\vec{v} = \text{const}
$$

معادله‌ی حرکت

اگه در زمانِ $t = 0$ جسم در $x_0$ باشه و سرعتش $v$ ثابت باشه:

$$
\boxed{\,x(t) = x_0 + v\,t\,}
$$

این معادله بهت می‌گه «در هر زمانِ $t$، جسم کجاست».

نمودارها 📊

نکته: مساحتِ زیرِ نمودارِ v-t = جابه‌جایی.

مثال — قطرانِ سرم در رگ 💉

سرمِ نمکی با آهنگِ ثابت می‌چکه. اگه نرخِ تزریق $100\,\text{ml/h}$ باشه، در ۸ ساعت چقدر می‌ره؟ این یه «حرکت یکنواخت» در حجم/زمانه — همون فرمول.

$$
V = \dot{V}\cdot t = 100 \times 8 = 800\,\text{ml}
$$

مثال ۲ — سرعتِ هدایتِ عصبی 🧠

پیامِ عصبی در آکسونِ میلین‌دار با سرعتِ تقریباً ثابتِ $120\,\text{m/s}$ پیش می‌ره. زمان رسیدنش از مغز به انگشتِ پا (طولِ تقریبی $1\,\text{m}$):

$$
t = \frac{x}{v} = \frac{1}{120} \approx 8.3\,\text{ms}
$$

محاسبه با پایتون 🐍

# مدلِ ساده‌ی جریانِ خون در آئورت
# سرعت در حالتِ استراحت: 40 cm/s

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

v = 0.40           # m/s
t = np.linspace(0, 1, 100)  # یک ثانیه
x = v * t                    # موقعیتِ یه قطره‌ی خون

# مدلِ پزشکی: اگه ضخامتِ آئورت 1.2 cm باشه،
# قطره‌ی خون چه زمانی به انتهای آئورتِ شکمی (≈ 30 cm) می‌رسه؟
L_aorta = 0.30   # m
t_aorta = L_aorta / v
print(f"زمانِ عبور از آئورت: {t_aorta*1000:.1f} میلی‌ثانیه")
# خروجی: 750.0 میلی‌ثانیه (تقریباً یه ضربان قلبی)

نکته‌ی پزشکی-زیستی 🩺

خودتو بسنج 📝

👇 روی هر سؤال کلیک کن تا جوابش باز شه — اول خودت سعی کن جواب بدی!

۱با ویجتِ بالا یه $v$ ثابت بذار. نمودار $x$-$t$ چه شکلیه؟
👆 کلیک کن برای دیدن پاسخ

خطِ راست با شیبِ $v$. چون $v$ ثابت، $x(t) = x_0 + vt$ — هیچ خمشی نداره.

۲جابه‌جایی رو از مساحتِ زیرِ نمودار $v$-$t$ پیدا کن — مثلاً برای $v = 5\,\text{m/s}$ و $\Delta t = 4\,\text{s}$.
👆 کلیک کن برای دیدن پاسخ

نمودار $v$-$t$ مستطیلی به ارتفاع $5$ و عرض $4$ ⇒ مساحت = $\Delta x = 5 \times 4 = \mathbf{20\,\text{m}}$. این روش (مساحت زیر $v$-$t$ = جابه‌جایی) برای هر نوع حرکتی کار می‌کنه.

۳اگه سرمی با نرخِ $80\,\text{ml/h}$ بچکه، در ۱۰ ساعت چقدر تزریق می‌شه؟
👆 کلیک کن برای دیدن پاسخ

$V = \dot V \cdot t = 80 \times 10 = \mathbf{800\,\text{ml}}$.

۴پیامِ عصبی با سرعتِ $50\,\text{m/s}$ از کمر تا پنجه (~۱ متر) چقدر طول می‌کشه؟
👆 کلیک کن برای دیدن پاسخ

$t = x/v = 1/50 = 0.02\,\text{s} = \mathbf{20\,\text{ms}}$.

منابع و کاوش بیشتر 📚

مقالات و مرجع

ویدئو (یوتیوب)

ویدئو (آپارات — فارسی)

شبیه‌سازی PhET

روی همین سایت 🔗

در بخشِ بعد می‌ریم سراغِ حالتِ واقعی‌ترِ زندگی: حرکت با شتاب ثابت و سقوط آزاد — وقتی سرعت یکنواخت تغییر می‌کنه ⬇️.

💬 جواب بهتری داری؟ یا یه سؤال جدید؟

اگه به سؤالای بالا پاسخی داری که فکر می‌کنی روشن‌تر یا کامل‌تر از مال منه، یا یه سؤال جدید برای دانش‌آموزای دیگه داری — تو بخش نظرات پایین صفحه ارسال کن. هر پیامی رو می‌خونم، تأیید می‌کنم و منتشر می‌شه. این‌جوری همه از تجربه‌ی همدیگه استفاده می‌کنیم. 🌱

برچسب خورده, , ,

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *