الزخم والاصطدامات

الزخم والاصطدامات

ما هو الزخم؟

الزخم هو قياس الكتلة المتحركة. أي جسم يتحرك له زخم. في الفيزياء ، زخم جسم ما يساوي الكتلة مضروبة في السرعة.

الزخم = الكتلة * السرعة
عادة ما يتم اختصار الزخم باستخدام الحرف 'p' مما يجعل المعادلة تبدو كما يلي:

ع = م * الخامس
حيث p هو الزخم ، و m الكتلة ، و v السرعة.
من هذه المعادلة ، يمكنك أن ترى أن كلا من سرعة الجسم والكتلة لهما تأثير متساوٍ على مقدار الزخم. يكون لديك قوة دافعة أكبر عند الجري مقارنة بالمشي. على نفس المنوال ، إذا كانت السيارة والدراجة تسير في الشارع بنفس السرعة ، فستحصل السيارة على زخم أكبر.

كيفية قياس الزخم

يُقاس الزخم عادةً بالكيلوجرام في المتر في الثانية (كجم * م / ث) أو نيوتن في الثانية (N)

الزخم متجه

لأن السرعة متجه ، فإن الزخم هو أيضًا متجه. هذا يعني أنه بالإضافة إلى حجم الزخم (المعطى بواسطة p = m * v) ، فإن للزخم اتجاه أيضًا. يظهر اتجاه الزخم بواسطة سهم أو متجه.

الاصطدامات

عندما يصطدم جسمان ببعضهما البعض ، يسمى هذا تصادمًا. في الفيزياء ، لا يجب أن ينطوي الاصطدام على حادث (مثل اصطدام سيارتين ببعضهما البعض) ، ولكن يمكن أن يكون أي حدث حيث يبذل جسمان متحركان أو أكثر قوى على بعضهما البعض لفترة قصيرة من الزمن.

أمثلة:
  • كرة تضرب أخرى على طاولة بلياردو
  • مضرب بيسبول يضرب الكرة
  • أصابعك تضغط على المفتاح على لوحة المفاتيح
الاصطدامات والحفاظ على الزخم

نظرية مهمة في الفيزياء هي قانون الحفاظ على الزخم. يصف هذا القانون ما يحدث للزخم عندما يصطدم جسمان.

ينص القانون على أنه عندما يصطدم جسمان في نظام مغلق ، يكون الزخم الكلي لكائنين قبل الاصطدام هو نفسه الزخم الكلي للكائنين بعد الاصطدام. قد يتغير زخم كل كائن ، لكن الزخم الكلي يجب أن يظل كما هو.

مثال:

إذا كانت كرة حمراء كتلتها 10 كجم تتحرك شرقًا بسرعة 5 م / ث واصطدمت بكرة زرقاء كتلتها 20 كجم تتحرك غربًا بسرعة 10 م / ث ، فما النتيجة؟

أولاً نحدد زخم كل كرة قبل الاصطدام:

كرة حمراء = 10 كجم * 5 م / ث = 50 كجم م / ث شرقًا
الكرة الزرقاء = 20 كجم * 10 م / ث = 200 كجم م / ث غربًا

الزخم الناتج سيكون:

كلتا الكرتين = 150 كجم م / ث غربًا
ملاحظة: جسم لا يزال لديه زخم قدره 0 كجم م / ث.

حقائق مثيرة للاهتمام حول الزخم والاصطدامات
  • لا أحد متأكد تمامًا من سبب استخدام 'p' للزخم. من المحتمل أنها جاءت من الكلمة اللاتينية 'petere' والتي تعني 'الذهاب نحو'. لم يتمكنوا من استخدام حرف 'm' لأن ذلك كان مستخدمًا بالفعل للكتلة.
  • التغيير في الزخم يسمى الدافع.
  • التصادم المرن هو التصادم الذي لا تفقد فيه الطاقة الحركية.
  • التصادم غير المرن هو الذي يتم فيه فقد بعض الطاقة الحركية للأجسام المتصادمة. وذلك لأن الطاقة يتم تحويلها إلى نوع آخر من الطاقة مثل الحرارة أو الصوت.
  • يعود ارتداد البندقية إلى الحفاظ على الزخم. البندقية تتحرك للخلف بسرعة أقل من الرصاصة بسبب كتلتها الأكبر.