يستمر الراكب في الحركة عندما تفرامل المركبة. يوفر حزام الأمان القوة اللازمة لتغيير زخم الراكب.
بنِ النموذج
القوة المحصلة تُحدث تسارعاً، وليس الحركة ذاتها.
الزخم هو الكتلة مضروبة في السرعة.
بالنسبة لنظام معزول، يُحفظ الزخم الكلي حتى عندما لا يُحفظ الطاقة الحركية.
الزخم: الكتلة مضروبة في السرعة.
القوة المحصلة: المجموع الاتجاهي للقوات المؤثرة على جسم ما.
نفس الدفع، 600 نيوتن ثانية، عند امتداده على زمن أطول يتطلب قوة أصغر
اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج
الدفع يساوي التغير في كمية التحرك.
زيادة زمن التوقف لتغير نفس في كمية التحرك يقلل من القوة المتوسطة.
حدد القوى الخارجية قبل تطبيق قانون حفظ كمية التحرك.
في المختبر: ارسم مخطط الجسم الحر يحتوي فقط على القوى المؤثرة على الجسم المختار. بالنسبة لقياسات الزنبرك، أضف الأحمال تدريجياً ضمن النطاق المرن وقيس الاستطالة من وضع عدم التحميل.
اعمل من الكميات المعروفة
معلوم: راكب كتلته 60 كجم يتباطأ من 10 إلى 0 متر في الثانية خلال 0.50 ثوانٍ. Δp = m(v-u) = 60(0-10) = -600 كجم متر في الثانية.
القوة المتوسطة F = Δp/Δt = -600/0.50 = -1,200 نيوتن.
الإشارة تشير إلى أن القوة تعاكس الحركة الابتدائية.
دورك الآن: عربة كتلتها 2 كجم تتحرك بسرعة 3 متر في الثانية. أوجد كميتها التحركية.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
القوى المتزنة لا تتطلب أن يكون الجسم في حالة سكون.
الكتلة والوزن لهما وحدات ومعاني مختلفة.
غير صحيح: يجب أن يكون لجسم يتحرك بسرعة ثابتة محصلة قوى غير صفرية. وفقاً لقانون نيوتن الأول، السرعة الثابتة - بما في ذلك الحركة المنتظمة - تعني أن المحصلة تساوي صفراً. قد تكون هناك قوى موجودة لكنها متزنة؛ أما المحصلة غير الصفرية فستغير السرعة.
المفتاح:
المحصلة تسبب التسارع، وليس الحركة بحد ذاتها.
الدفع يساوي التغير في كمية التحرك.
انتبه إلى: القوى المتزنة لا تتطلب أن يكون الجسم في حالة سكون.
اكتب بناءً على زخم قدره 21 كيلوغرام متر لكل ثانية
عربة كتلتها 3 كجم تتحرك بسرعة 7 متر في الثانية وتتوقف خلال 0.30 ثانية.
احسب الزخم والقوة المتوسطة. السرعة الثابتة تتطلب قوة محصلة صفرية.
اكتب انطلاقاً من تغير الزخم قدره 6 كيلوجرام متر في الثانية
تتغير سرعة كرة كتلتها 0.50 كجم من +6 إلى −6 متر في الثانية خلال 0.25 ثوانٍ.
تغير الزخم هو 0.50 × (−12) = −6 كغ م ث⁻¹، لذا القوة المتوسطة هي −6 ÷ 0.25 = −24 نيوتن — الانعكاس يغير الزخم بمقدار ضعف القيمة الاتجاه الواحد.
اكتب انطلاقاً من مسافة توقف مقسمة إلى 36 أمتار
At 20 m s⁻¹ a driver reacts for 0.60 s, then brakes for 24 m.
مسافة التفاعل 20 × 0.60 = 12 م، الإجمالي 12 + 24 = 36 م — الإرهاق يزيد الحد الأول، وتآكل الفرامل يزيد الثاني.
اكتب انطلاقاً من إجمالي محفوظ
A 2 kg trolley at 3 m s⁻¹ couples with a stationary 1 kg trolley.
إجمالي الزخم 6 كغ م ث⁻¹ = 3 كغ × v، إذن v = 2 م/ث⁻¹ — تشترك العربتان في الزخم؛ الأ fastest لا تحتفظ به وحدها.
استكشف
Same impulse, different stopping time
Start with the 60 kg passenger stopping from 10 m/s in 0.50 s. Compare a longer change time; signed momentum change stays fixed while average force changes.
المزيد من المواضيع في دبلومة البكالوريا الدولية · IB Diploma · Physics · SL
