حساب سرعة قطار البضائع

رجل جالس في قطار يسير بسرعة 64 كيلومتر في الساعة يلاحظ أن قطار البضائع الذي يسير في الاتجاه المعاكس يستغرق 18 ثانية ليمرّ من جانبه. إذا كان طول قطار البضائع 420 مترًا، فما هي سرعته؟

لحل هذه المسألة، يمكننا استخدام العلاقة بين السرعة والزمن والمسافة، والتي يمكن تمثيلها بالمعادلة التالية:

$سرعة = \frac{المسافة}{الزمن}$

في هذه المسألة، نعلم أن القطار البضائع يمر بالرجل في 18 ثانية، والمسافة التي يقطعها هو طول القطار (420 مترًا). لنحسب السرعة، نستخدم المعادلة أعلاه:

$سرعة = \frac{420 متر}{18 ثانية}$

الآن يمكننا حساب الناتج:

$سرعة = \frac{420}{18} متر/ثانية$

$سرعة ≈ 23.33 متر/ثانية$

وحيث أننا نريد الإجابة بالكيلومتر في الساعة، نحول السرعة إلى الوحدة المطلوبة:

$سرعة ≈ 23.33 \times 3.6 كم/ساعة$

$سرعة ≈ 83.88 كم/ساعة$

إذاً، سرعة القطار البضائع هي حوالي 83.88 كيلومتر في الساعة.

لحل هذه المسألة، سنستخدم قانون السرعة، الذي يتيح لنا حساب سرعة الجسم بناءً على المسافة والزمن. القانون يُمثل بالمعادلة:

$سرعة = \frac{المسافة}{الزمن}$

نحينما نقول “قطار البضائع يستغرق 18 ثانية ليمر من جانب الرجل”، فإن هذا الوقت ($الزمن$) هو الفترة التي يستغرقها القطار لقطع المسافة الكاملة لطوله.

أما المسافة ($المسافة$) التي يقطعها القطار، فيتمثل في طول القطار البضائع، الذي هو 420 مترًا.

لذلك، نستخدم القانون لحساب سرعة القطار البضائع. القانون يُمثل بالمعادلة:

$سرعة = \frac{420 متر}{18 ثانية}$

الآن، يمكننا إجراء الحسابات:

$سرعة = \frac{420}{18} متر/ثانية$

$سرعة ≈ 23.33 متر/ثانية$

ثم، حيث أننا نريد السرعة في وحدات الكيلومتر في الساعة، نقوم بتحويلها:

$سرعة ≈ 23.33 \times 3.6 كم/ساعة$

$سرعة ≈ 83.88 كم/ساعة$

لذا، سرعة القطار البضائع هي حوالي 83.88 كيلومتر في الساعة.

في هذا الحل، استخدمنا قانون السرعة وقمنا بتحويل الوحدات للحصول على الإجابة النهائية.