كمية التحرك
| English | العربية |
|---|---|
| momentum/məʊˈmentəm/ | العزم |
| collision/kəˈlɪʒn/ | اصطدام |
| conservation of momentum/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv məʊˈmentəm/ | حفظ الزخم |
يصعب إيقافه
- عربة تسوق فارغة سهلة الإيقاف. شاحنة محملة بنفس السرعة ليست كذلك.
- الشاحنة تمتلك زخمًا أكبر بكثير.
- يرتبط الزخم بالكتلة، والسرعة، والقوة، والتصادمات — وهو محفور دائمًا.
الزخم
- الزخم هو الكتلة مضروبة في السرعة:
- هو متجه — له اتجاه (اتجاه الحركة).
- الوحدة هي كيلومتر متر لكل ثانية ($\text{kg}\,\text{m/s}$).
الماء الذي يدفعه جسم صلب غير منتظم يمثل حجمه
الزخم كمية متجهة.
الزخم = الكتلة × السرعة، والسرعة لها اتجاه، لذا فالزخم كمية متجهة.
سيارة كتلتها $1000\ \text{kg}$ تتحرك بسرعة $20\ \text{m/s}$. ما زخمها بـ kg m/s؟
$p = mv = 1000 \times 20 = 20\,000\ \text{kg}\,\text{m/s}$.
القوة تغير الزخم
- القوة المحصلة تغير الزخم. القوة هي التغير في الزخم لكل ثانية:
- لذا فإن التغير المعطى في الزخم خلال زمن أطول يتطلب قوة أقل.
- ولهذا السبب تساعد مناطق الانكماش والملاحيات الهوائية ووسائد الصدم: فهي تجعل عملية التوقف تستغرق وقتاً أطول، مما يجعل القوة أخف.
لماذا تقل منطقة التآثر (crumple zone) في السيارة القوة المؤثرة على الركاب عند الاصطدام؟
بما أن $F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t}$، فإن توزيع نفس التغير في الزخم على وقت أطول يعطي قوة أصغر.
تغير زخم كرة بمقدار $20\ \text{kg}\,\text{m/s}$ أثناء دفع استمر لفترة $2.0\ \text{s}$. ما متوسط القوة بـ N؟
$F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t} = \dfrac{20}{2.0} = 10\ \text{N}$.
حفظ العزم الخطي
- في اصطدام لا توجد فيه قوة خارجية، يكون مجموع الزخم قبل الاصطدام = مجموع الزخم بعد الاصطدام:
- هنا $u$ تمثل سرعة قبل الاصطدام و$v$ سرعة بعد الاصطدام.
- الزخم المفقود من أحد الجسمين يُكتسب من الآخر.
راجع حفظ الزخم
تتصادم عربتان وتلتصقان معاً.
عربة كتلتها $2.0\ \text{kg}$ تتحرك بسرعة $3.0\ \text{m/s}$ تصطدم بعربة ثابتة كتلتها $1.0\ \text{kg}$ وتلتصقان بها. ما سرعتهما بعد ذلك بـ m/s؟
قبل: $2.0 \times 3.0 + 1.0 \times 0 = 6.0\ \text{kg}\,\text{m/s}$. بعد: $(2.0 + 1.0)v = 6.0$، لذا $v = 2.0\ \text{m/s}$.
لقد فهمت الأمر
- الزخم $p = mv$ — متجه، وحدته $\text{kg}\,\text{m/s}$
- القوة $F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t}$: توقف أطول يعني قوة أقل
- الحفظ: مجموع الزخم قبل = مجموع الزخم بعد الاصطدام