كمية التحرك
مُقدَّم| English | العربية |
|---|---|
| momentum/məʊˈmentəm/ | زخم |
| conservation of momentum/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv məʊˈmentəm/ | حفظ الزخم |
| collision/kəˈlɪʒn/ | تصادم |
| explosion/ekˈspləʊʒn/ | انفجار |
| conserved/kənˈsɜːvd/ | محفوظ |
| elastic/ɪˈlæstɪk/ | مرن |
| kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | طاقة حركية |
| inelastic/ɪnɪˈlæstɪk/ | غير مرن |
الحادث الذي يثبت صحة الفيزياء
- عند تصادم سيارتين، يكون مجموع الزخم قبل التصادم مساويًا لمجموع الزخم بعده — حتى لو كانت السيارات مكسورة ومتوقفة.
- حفظ الزخم هو أحد أقوى القوانين في الفيزياء. وهو يعمل للكرات الكروية والصواريخ والجسيمات دون الذرية.
ما هو الزخم؟
- الزخم = الكتلة × السرعة (كمية متجهة): $\mathbf{p} = m\mathbf{v}$.
- الوحدات: $\text{kg m s}^{-1}$ (أو تكافئها N·s).
- نظرًا لأنه كمية متجهة، فإن الاتجاه مهم: كرة كتلتها 2 كجم تتحرك يمينًا بسرعة 3 م/ث لها زخم $+6$؛ وتتحرك يسارًا،则有 زخم $-6$.
مثال محلول. كرة تنس كتلتها 0.5 كجم تصطدم بجدار بسرعة $20\text{ m s}^{-1}$ وترتد بسرعة $15\text{ m s}^{-1}$. التغير في الزخم يساوي $= 0.5(15) - 0.5(-20) = 7.5 + 10 = 17.5\text{ kg m s}^{-1}$.
قاعدة نيوتن تُظهر حفظ الزخم
حفظ الزخم
m₁u₁ + m₂u₂ = (m₁+m₂)v
تتصادم عربةان وتلتصقان — الكمية الكلية لكمية التحرك قبل التصادم تساوي الكلية بعد التصادم.
كمية التحرك تُعرف بأنها:
كمية التحرك = الكتلة × السرعة، وهي كمية متجهة.
كرة كتلتها 0.5 kg تصطدم بجدار بسرعة 20 m/s وترتد بسرعة 15 m/s. ما تغير كمية التحرك (kg m/s)؟
التغير = 0.5(15) − 0.5(−20) = 7.5 + 10 = 17.5 kg m/s.
حفظ العزم الخطي
- في التصادم (أو الانفجار)، يكون الزخم الكلي محفوظًا:
راقب الإشارات. الزخم كمية متجهة. إذا تحرك جسم لليسار وجسم آخر لليمين، تكون إحدى السرعات موجبة والأخرى سالبة. خطأ الإشارات هو الخطأ الأكثر شيوعًا.
عزم الحركة الكلي قبل التصادم يساوي عزم الحركة الكلي بعد التصادم
في التصادم، تُحفظ الكمية الكلية لكمتي التحرك للجسمين.
كمية التحرك الكلية قبل التصادم تساوي الكمية الكلية بعد التصادم.
عندما تتحرك جسمان في اتجاهين متعاكسين، تكون لكمتي التحرك إشارات متعاكسة.
كمية التحرك متجه — الاتجاهات المتعاكسة تعني إشارات متعاكسة.
مثال محلول — تصادم
- جسم كتلته 2 كجم يتحرك بسرعة $3\text{ m s}^{-1}$ يصطدم بجسم ثابت كتلته 1 كجم ويلتصقان معاً.
عزم الحركة الكلي قبل يساوي عزم الحركة الكلي بعد: 2(3) + 1(0) = (2+1)v.
- قبل: $2(3) + 1(0) = 6\text{ kg m s}^{-1}$.
- بعد: $(2+1)v = 3v$.
- الحفظ: $3v = 6 \Rightarrow v = 2\text{ m s}^{-1}$.
جسم كتلته 2 kg يتحرك بسرعة 3 m/s يصدم جسمًا ساكنًا كتلته 1 kg ويتلاصقان. ما هي سرعةهما المشتركة (m/s)؟
2(3) + 1(0) = (2+1)v، إذن 6 = 3v، مما يعطي v = 2 m/s.
أنواع التصادمات
- مرن تماماً: الطاقة الحركية محفوظة (نادر في الواقع).
- لا مرن: تفقد الطاقة الحركية (معظم التصادمات الحقيقية).
- لا مرن تماماً: تلتصق الأجسام معاً (أقصى فقدان للطاقة).
- يُحفظ العزم في جميع الأنواع — قد تتغير الطاقة الحركية فقط.
- في التصادم يكون العزم الخطي الكلي دون تغيير — حفظ العزم الخطي.
في التصاد المرن تمامًا، أي كمية تُحفظ (بالإضافة إلى كمية التحرك)؟
في التصادم المرن تمامًا، تُحفظ كلًا من كمية التحرك والطاقة الحركية.
لقد فهمت الأمر
- العزم = الكتلة × السرعة (كمية متجهة)
- الحفظ: $m_1 u_1 + m_2 u_2 = m_1 v_1 + m_2 v_2$
- عزم الحركة الكلي هو نفسه قبل وبعد التصادم
- يُحفظ العزم في جميع التصادمات؛ الطاقة الحركية فقط في المرن منها