الفرق بين المسافة والإزاحة - Distance vs Displacement

تعريف المسافة – Distance:

يحدد مصطلح المسافة الطول الفعلي للمسار بين نقطتين دون مراعاة الاتجاه، ضع في اعتبارك الجسم التالي، لنفترض أنّ جسمًا موجودًا عند النقطة (P)، فإنّه يبدأ في التحرك من تلك النقطة المعينة ويصل إلى النقطة (Q)، بعد مرور بعض الوقت، يبدأ مرة أخرى في التحرك ويصل إلى النقطة (R) على سبيل المثال، الآن يتقدم فورًا نحو النقطة التالية (S)، والآن من (S)، يعود الجسم للخلف، يبدأ في التحرك ويتوقف عند النقطة (R).

افترض أنّ المسافة من (P) إلى (Q) تساوي (10) كم، والمسافة من (Q) إلى (R) تساوي (5) كم، والمسافة من (R) إلى (S) تساوي (15) كم، من المثال أعلاه، يتضح لنا بأنّ الطول بين كل نقطتين منفصلتين، أنّه يمثل المسار الفعلي الذي يقطعه الجسم، وبالتالي سيكون مسافته، ومن ثمّ ستعطى على النحو التالي:

PR = PQ + QR + RS + SR

PR = 10 km + 5 km+ 15 km + 15 km

PR = 45 km

وبالتالي فإنّ المسافة الإجمالية التي يقطعها الجسم ستكون (45) كم، من خلال ملاحظة ذلك يمكننا القول بوضوح أنّ اتجاه الحركة لا يؤثر على مقدار المسافة، على الرغم من أنّ الجسم ينتقل في اتجاه عكسي بعد الوصول إلى (S) للوصول إلى (R)، بينما يتم أخذ المسافة الكاملة التي يقطعها الجسم في الاعتبار.

تعريف الإزاحة – Displacement:

تُعرَّف الإزاحة بأنّها التغيير العام في موضع الجسم أثناء الانتقال من مكان إلى آخر، تُعنى الإزاحة إجباريًا بأقصر طريق بين موقعين، افترض المثال أعلاه مرة أخرى، في الحالة السابقة، حددنا المسافة الإجمالية التي يقطعها الجسم المتحرك، علينا الآن إيجاد إزاحة الجسم، كما اعتبرنا أنّ الجسم يبدأ في التحرك من النقطة (P)، ويصل إلى (S) ثمّ يعود مرة أخرى للتوقف عند النقطة (R).

وبالتالي، فإنّ إزاحة الجسم ستُعتبر طول المسار بين الموضع الأولي والأخير للجسم، عند النظر إلى أقصر طريق. لذلك في هذه الحالة بالذات، سيتم التعبير عن إزاحة الجسم على النحو التالي:

PR = PQ + QR

PR = 10 km + 5 km

PR = 15 km

إذن، (20) كم هي إزاحة الجسم، هنا كما رأينا أنّه على الرغم من أنّ الجسم يقترب أولاً من (S)، فإنّ وجهته النهائية هي (R)، لأنّها تحركت في الاتجاه المعاكس، وهكذا نقول إنّ إزاحة الجسم تتعلق بكل من الحجم والاتجاه.

الفرق بين المسافة والإزاحة:

المسافة والإزاحة هما المصطلحان الرئيسيان للقلق عندما نفكر في طول المسار أثناء الانتقال من نقطة إلى أخرى، يتمثل الاختلاف الجوهري بين المسافة والإزاحة في أنّ المسافة هي كمية قياسية “عددية”، وبالتالي فهي تُظهر اهتمامًا فقط بالمقدار، مقابل الإزاحة هي وحدة متجهة تهتم بكل من حجم واتجاه الجسم المتحرك، لذا توفر المسافة المعلومات المتعلقة بالطول الكامل الفعلي للمسار بين موقعين بغض النظر عن الاتجاه، بينما تُظهر الإزاحة الموقع النهائي لجسم متحرك في اتجاه معين.

جدول المقارنة بين المسافة والإزاحة:

الاختلافات الرئيسية بين المسافة والإزاحة:

• المسافة هي قياس الطول الكلي للمسار الفعلي بين نقطتين، في حين أنّ الإزاحة هي قياس أقصر طريق بين نقطتين.

• المسافة تعتمد على المسار، ومع ذلك، فإنّ الإزاحة تعتمد على الموضع لأنّ قيمتها تعتمد على الموضع الأولي والأخير للجسم المتحرك.

• نظرًا للطبيعة العددية، فإنّ المسافة معنية فقط بالمقدار وليس اتجاه المسار، في المقابل بسبب طبيعة المتجهات، فإنّ قيمة المقدار هي النتيجة المجمعة للمسار الذي يتم قطعه واتجاه الحركة.

• لا يمكن أبدًا أن تكون المسافة سالبة أو صفرية، وبالتالي فهي كمية موجبة بشكل إلزامي، في حين أنّ الإزاحة يمكن أن تكون إمّا موجبة أو سالبة أو صفرية حسب اتجاه الحركة.

• يشار إلى المسافة عمومًا بالرمز (d)، بينما يُشار إلى الإزاحة بالرمز (s).

• تُعطى المسافة على أنّها نتاج سرعة الجسم المتحرك والوقت الذي يستغرقه، بينما الإزاحة هي نتاج السرعة المتجهة والوقت المستغرق.

• عامل مهم آخر يميز الاثنين هو أنّ القيمة المتعلقة بالمسافة ستكون دائمًا إمّا مساوية أو أكبر من الإزاحة، في حين أنّ حجم الإزاحة إمّا أقل أو يساوي المسافة.