بحث عن الزخم

- -

يتحدث الناس عن الزخم طوال الوقت، والآن يمكنك اكتشاف ما تعنيه هذه الكلمة حقا، ثم تعرف على مبدأ الحفاظ على الزخم وما يجب القيام به مع تصادم الأشياء، فالزخم هو كلمة ربما تكون على دراية بها وفي كثير من الأحيان ستسمع أن شيئا ما يكسب أو يكتسب الزخم، وقد يكون كائنا متحركا فعليا أو قد يتم استخدامه بشكل مجازي أكثر مع فريق رياضي، ولكن هل سبق لك أن استغرقت لحظة للتفكير في ما يعنيه بالضبط .

تعريف الزخم

الزخم هو مقدار حركة جسم متحرك، وبالمعنى الأساسي كلما ازدادت قوة الحركة كان من الصعب التوقف، وهذا هو السبب في أنك ترى المصطلح المستخدم مجازا كما في مثال الفريق الرياضي، وهذا يعني أن الفريق يتقدم (بشكل عام ، سلسلة متتالية) ويصبح فريقا أقوى له، وستواجه الفرق الأخرى صعوبة أكبر في إيقاف الفريق من الزخم .

الحركة الخطية “للزخم”

لعبة البيسبول

نحن نعلم أن الزخم هو مقدار حركة جسم متحرك، ولكن ماذا يعني ذلك بالضبط، دعونا نفكر في البيسبول رميها في خط مستقيم في الهواء من أجل محاولة وفهم هذا، فعندما تصطاد البيسبول تشعر بأن زخم الكرة يتم نقله إليك، ومن المحتمل أن تدفع الكرة يدك نحوك عندما تصطادها، وكلما ازدادت قوة كرة القدم زادت قدرتك على دفع يدك أثناء نقل زخمها إليك، تخيل رمي اثنين من كرات البيسبول عليك، واحد يسافر بسرعة 50 ميل في الساعة والآخر في 150 ميل بالساعة، وحتى لو اصطدت كرة 150 ميل في الساعة بطريقة ما، فقد يطرقك قدميك، وسوف يستغرق الأمر جهدا أكبر من جانبك لوقف الكرة التي تبلغ سرعتها 150 ميل في الساعة من مسافة 50 ميل في الساعة، لذلك من المنطقي أن السرعة هي جانب هام للغاية من الزخم، ومع ذلك هذا ليس كل شيء هناك إلى الزخم .

تخيل الآن اثنين من الكرات التي ألقيت عليك في 50 ميلا في الساعة، واحد هو لعبة البيسبول والآخر هو كرة البولينج، ربما ليس عليك محاولة إيقاف كرة البولينج لأنها سوف تستمر بالسفر حتى بعد أن تضرب يدك، فكلا الكرات تسافر بنفس السرعة اذن ما الذي يجعل كرة البولينج أكثر صعوبة بكثير، ذلك لأنها أثقل ولديها المزيد من الكتلة، إذن فالجانب الآخر المهم من الزخم هو الكتلة، وفي الفيزياء نحدد الزخم رياضيا كتكاثر الكتلة والسرعة كما هو ظاهر في هذه المعادلة “الزخم = الكتلةx  السرعة” .

“P” ع = الزخم

“M” م = الكتلة

“V” ت = السرعة

وبقدر ما تذهب وحدات الزخم ليس لدينا رمز خاص يستخدم فقط من أجل الزخم، وبدلا من ذلك هو ببساطة الجمع بين الوحدة القياسية للكيلوغرام (كلغ) ووحدة السرعة القياسية للعدادات في الثانية (م / ث)، ويتم قياس الزخم بوحدات قياسية من الكيلوغرامات مضروبا في الثانية (kg m / s).

الحفاظ على مبادئ الزخم

ينص مبدأ الحفاظ على الزخم على أنه في نظام منعزل، ويكون لكائنين يتصادمان نفس العزم المشترك قبل التصادم وبعده، أي لا يتم تدمير الزخم في التصادم، ولكن يتم نقله بين الجسمين في نظام منعزل، ويتم الحفاظ على الزخم دائما في التصادم، وفي مثال التقاطك للبيسبول يتم نقل الزخم من الكرة إلى يدك، ويعتمد كيفية نقل الزخم على نوع التصادم، وهناك ثلاثة أنواع من التصادمات، وهي مرن، وغير مرن تماما، وغير مرن جزئيا .

التصادم المرن

في التصادم المرن يتصادم جسمان ويرتدان من بعضهما البعض، ومثال جيد على هذا النوع من الاصطدام سيكون لعبة البلياردو، أنت تضغط على الكرة مع جديلة ويرتد من كرة أخرى، ونأمل أن تذهب الكرة الأخرى في جيب الطاولة، ولكن الأهم بالنسبة لنا هو أن الكرتين لا تلتصقان على الإطلاق، وترتد من بعضها البعض، ويمكننا أيضا التعبير عن الحفاظ على الزخم في تصادم مرن رياضيا، ونحن نعلم أن الزخم يتم الحفاظ عليه لذا فإن الزخم الكلي قبل التصادم يجب أن يساوي الزخم الكلي بعد التصادم، وسوف نطلق على الزخم قبل الاصطدام الزخم الأولي، والزخم بعد الاصطدام الزخم النهائي (f) مجموع الزخم الأولي يساوي مجموع الزخم النهائي : p {i} total = p {f} tota، والآن دعونا نفصل الإجمالي قبل الزخم وبعده إلى زخم الكرة 1 والكرة 2 : p {1i} + p {2i} = p {1f} + p {2f}، وبعد ذلك سنضيف في المعادلة للزخم الخطي الذي تعلمناه سابقا (p = m * v) وهذا سيعطينا معادلتنا للحفاظ على الزخم في تصادم مرن، وستلاحظ أننا لم نحدد كتلة أولية وأخيرة كما فعلنا مع الزخم والسرعة، وذلك لأن كتلة الجسمين تظل كما هي قبل وبعد الاصطدام، وعلى الرغم من أننا استخدمنا اثنين من كرات البلياردو في مثالنا، فلا يمكنك دائما ضمان أن كتل الكتلتين سوف تكون هي نفسها، لذلك نحافظ دائما على الكتل المحددة بشكل منفصل .

الوسوم :
الوسوم المشابهة : , ,

شارك المقال في صفحاتك

معلومات الكاتب

Avatar

عبير محمد

أكتب تعليق

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *