الفرق بين الازاحة والمسافة

الفرق بين الازاحة والمسافة فعادة وفي أي علم من علوم الحياة المكتسبة ومن بينها علم الفيزياء حيث أنه يتم حدوث خلط أو لخبطة بين الأفكار والمعلومات حول التعاريف المختلفة لأي مهمة أو وظيفة تقوم بها المادة بما في ذلك مهمة الثبات أو الحركة لجسم ما، وبشكل عام يعتبر علم الحركة هو علم واسع في الفيزياء فهو يشغل حيزا واسعاً من هذا العلم ويتضمن مصطلحات وقوانين كثيرة تخص حساب كافة أنواع وقيمة الحركة التي يقوم بها الجسم مثل قوانين الإزاحة والمسافة، وفي مقالنا اليوم عبر موقع المرجع سوف نتعرف على تعريف الإزاحة والمسافة مع ذكر خصائص كل منهما إضافة إلى توضيح الفروق المهمة بينهما وذكر.

تعريف الإزاحة

تعرف الازاحة بشكل بسيط على أنها التغيير في موضع كائن ما، فإذا افترضنا أنه كان شخص يقف في مقدمة الباص وتحرك من موضعه إلى مؤخرة الباص أي أن هذا الشخص غير موضع مكانه من مقدمة الباص إلى مؤخرة الباص، وهذا التغير في الموقع يسمى الازاحة كما يطلق عليه رياضياً اسم النزوح.[1]

خصائص الإزاحة

تتميز الإزاحة بمجموعة من الخصائص الهامة ومن بينها:

• ترتبط قيمة الإزاحة التي يقوم بها الكائن بالموضع أي نقطة الوقوف 
• الإزاحة لها اتجاه محدد أو عدة وجهات بالإضافة إلى المقدار الذي يحدد كمية الإزاحة.
• الإزاحة ليست قيمة ثابتة فقد تكون صفر إذا بقي الجسم أو الكائن في موضعه.
•  الإزاحة قد تكون قيمتها سالبة أو موجبة إذا تحرك الكائن لليمين أو اليسار من مكان وقوفه أو إذا تحرك للأمام أو الخلف.
• لا يرتبط نوع الحركة التي يقوم بها الجسم بالإزاحة فقد يسير الكائن باتجاه نقطة معينة من موضع وقوفه بعدة طرق.

شاهد أيضًا: يقطع سعد مسافة ٦ كلم بدراجته في ساعة واحدة. ما الوقت الذي سيستغرقه لقطع مسافة ١٥ كلم؟

تعريف المسافة

يتم تعريف المسافة بشكل بسيط على أنها مقدار أو حجم الإزاحة بين نقطتين وهما نقطة البداية التي انطلق منها الجسم ونقطة النهاية التي استقر فيها الجسم، وبصيغة أخرى يمكن تعريف المسافة على أنها مقدار المساحة التي غطاها جسم ما خلال حركته أو إزاحته من مكان إلى آخر أي أن المسافة هي وصف للكمية التي قام بها الجسم أثناء إزاحته.[1]

خصائص المسافة

الخصائص بشكل عام تعني الأمور التي تميز المفاهيم عن بعضها وفيما يلي نستعرض الخصائص التي تميز المسافة عن الإزاحة وهي: 

• على عكس الإزاحة فالمسافة ليس لها اتجاه محدد فهي كمية.
• المسافة بين نقطتين أو موقعين لأي كائن لا تتساوى مع المسافة المقطوعة بينهما بسبب اختلاف الاتجاه الذي تم سلوكه. 
• المسافة المقطوعة تعبر عن الطول الإجمالي للمسار أو الطريق الذي تم سلوكه بين موضعين أو مكانين.
• المسافة تكون قيمتها فقط موجبة فهي مجرد حجم كلي وليس لها اتجاه صعود ونزول أو للأمام أو الخلف.

الفرق بين الازاحة والمسافة

لقد تعرفنا سابقاً على تعريف الإزاحة والمسافة وخصائص كل منهما، وفي ضوء هذا التعريف سوف نجد الفروق التالية وهي المدرجة في الجدول التالي:[2]

حساب الإزاحة والمسافة

بالرغم أن المسافة والإزاحة يرتبطان بالجسم أو الكائن المتحرك من مكان إلى آخر إلى أنهما مختلفان في طريقة حسابهما فهما يصفان مهمتين ووضعين مختلفتين ويتم حسابهما وفق القوانين التالية التي سنذكرها مع شرحها.[2]

حساب المسافة

لقد تعرفنا سابقاً أن المسافة تصف الطريق بشكل تفصيلي فهي تدل على كافة النقاط التي مر بها الجسم خلال سفره وبالتالي إذا كان الجسم قد مر في النقاط a, b, c, d فبالتالي يتم حساب المسافة بجمع المسافات بين كل نقطتين وفق القانون التالي:

• المسافة = مجموع المسافات التي قطعها الجسم حتى وصل إلى الوجهة النهائية.
• المسافة = ab + bc + cd

حساب الإزاحة

كما وجدنا سابقاً أن الإزاحة لا تعطي معلومات كافية عن الطريق الذي سار به الجسم وإنما تصف أقصر طريق متبع، ولذلك تعتمد الإزاحة فقط على الوجهة الأولية أو الموقف الأولي الذي انطلق منه الجسم ويعبر عنه ب x0 والوجهة أو الموقف النهائي الذي وصل إليه ويعبر عنه ب xf أما الإزاحة فيعبر عنها ب ΔX حيث أن Δ تسمى دلتا، وحتى نحصل على الإزاحة ΔX فيجب أن نجمع كل من xf وx0 فيكون القانون الحسابي للإزاحة هو:[2]

• الإزاحة ΔX = x0 + xf

متى تتساوى المسافة مع الإزاحة

لقد رأينا سابقا أن الإزاحة والمسافة لا تتساويان في القيمة فكل منهما له دلالة معينة للجسم أو الكائن من حيث الكمية الاتجاهية للإزاحة والكمية القياسية للمسافة، ومع ذلك هناك حالة واحدة فقط تتساوى فيها الإزاحة والمسافة وذلك عندما ينتقل الجسم في خط مستقيم وفي اتجاه ثابت بين نقطتين فقط دون العودة الأولى التي انتقل منها، وكمثال توضيحي فلنفترض أن شخصاً ما يجلس في باص وانتقل من المقعد الأمامي في مقدمة الباص وجلس واستقر في المقعد الخلفي فعندها نقول أن الإزاحة والمسافة لهذا الشخص متساوية، ولكن إذا عاد الشخص من المقعد الخلفي وجلس مرة أخرى في المقعد الأمامي فعندها ستسقط قيمة المساواة هذه بين المسافة والإزاحة.[3]

شاهد أيضًا: خلال زمن قدره ساعة تتساوى الإزاحة الزاوية لكل من عقرب الساعة، وعقرب الدقائق

أمثلة على الازاحة والمسافة

لتبسيط عملية شرح الإزاحة والمسافة سندعم التعاريف التي ذكرناها بأمثلة توضيحية تتضمن استخدام قوانين حساب كل منهما لتأكيد فهمنا لهاتين الحالتين.[3]

المثال الأول

إذا كان لدينا قطار سريع يتوجه يومياً من مركز العاصمة إلى المنطقة الشمالية منها وخلال سيره يتوقف في نقطتين أو محطتين للاستراحة وأخذ ركاب جدد، فإذا قطع من نقطة البداية إلى المحطة الأولى 87 كم، ومن المحطة الأولى إلى الثانية يقطع 91 كم، ومن المحطة الثانية إلى نقطة النهاية بالشمال 89 كم، فكم تكون المسافة الإجمالية التي قطعها القطار؟

الحل: نقوم بجمع المسافات التي قطعها القطار بين كل نقطتين حتى وصل إلى وجهته الأخيرة فيكون الحل:

• المسافة المقطوعة = مجموع المسافات التي قطعها الجسم حتى وصل إلى الوجهة النهائية.
• المسافة المقطوعة = 87+91+89 = 267 كم.  

المثال الثاني

يسافر شخص ما لمسافة 250 كم إلى الشمال من مكان سكنه، وفي الطريق تذكر أن عليه أن يصحب صديقه معه في هذه الرحلة واضطر أن يعود 105 كم للخلف باتجاه الجنوب ليأخذ صديقه، فكم حجم الإزاحة لجسم هذا الشخص؟

الحل: يتم تطبيق قانون حساب الإزاحة ونعوض قيمة الموقف الأولي x0= 250، ونعوض قيمة الموقف النهائي الذي استقر به الجسم xf= 105 وعندها تكون الإزاحة ΔX تساوي:

• ΔX=250-105=145 

المثال الثالث

ذهب الطالب إلى المدرسة والتي تبعد 150 م عن بيته فقط ثم عاد إلى المنزل في نهاية اليوم، فكم المسافة التي قطعها؟ وما هو حجم الإزاحة للطالب؟ ومتى تتساوى المسافة مع الإزاحة؟

• جواب 1: تكون المسافة التي قطعها هي ناتج جمع المسافة من البيت إلى المدرسة وبالعكس وبالتالي تكون المسافة = 150+150=300 م.
• جواب 2: تمت الإزاحة للجسم من البيت إلى المدرسة وعادت بعدها إلى البيت أي أنه عاد إلى نقطة البداية ولذلك تكون الإزاحة = 150-150= 0 م.
• جواب 3: تتساوى المسافة مع الإزاحة عندما يصل الطالب من البيت إلى المدرسة ويبقى فيها أي أن المسافة المقطوعة 150 = الإزاحة للجسم 150.

وبهذا القدر نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان الفرق بين الازاحة والمسافة والذي تعرفنا من خلاله على تعريف الإزاحة والمسافة مع خصائص كل منهما كما أننا بتوضيح الفروق المهمة بينهما وعززنا فهم قوانين الحساب الخاصة بهما بالأمثلة التوضيحية.