المحتويات
الزخم هو أحد القوانين المهمة في الفيزياء والرياضيات ، لذلك يتم تعليم الطلاب ويطلب منهم البحث عن الزخم والتنافر ، وكيفية قياس الزخم ، وقانون الحفاظ على الزخم ، وكذلك الزخم والاصطدامات. هم من الناحية النظرية على دراية بمفاهيم معنى الزخم وتأثيره على الأشياء ويعرضونه بطريقة ما في العالم من حولهم.
ما معنى الزخم؟
الزخم هو مصطلح شائع نسبيًا في الرياضيات وهو مصطلح مادي يشير في الأصل إلى مقدار حركة الجسم ويمكن تعريفه على النحو التالي:[1]
- يمكن تعريف الزخم بأنه “كتلة متحركة”. كل الأجسام لها كتلة. لذلك إذا كان الجسم يتحرك ، فإن له زخمًا.
- يعتمد مقدار زخم الجسم على متغيرين: كتلة الجسم وسرعته.
- يتناسب الزخم طرديًا مع كل من الكتلة والسرعة ، حيث تؤدي الزيادة المزدوجة أو الثلاثية في الكتلة (بسرعة ثابتة) إلى زيادة مضاعفة أو ثلاثية في مقدار الزخم ، وبالمثل ستؤدي الزيادة المزدوجة أو الثلاثية في السرعة (مع الكتلة الثابتة) في الزيادة المزدوجة أو الثلاثية في مقدار الزخم ، ينتج عن الجسم زيادة مضاعفة أو ثلاثية.
- يمكن كتابة المعادلة التي تعبر عن هذا المفهوم على النحو التالي: زخم الجسم يساوي كتلة الجسم مضروبة في سرعة الجسم ، والزخم = الكتلة * السرعة.
- الزخم كمية متجهة وليست كمية قياسية.
اقرأ أيضًا: مقدمة في البحث الرياضي .. مقدمة في البحث الرياضي الجاهز للطباعة
كيف يتم قياس الزخم؟
بحثًا عن معلومات حول الزخم وكيفية قياس الزخم ، يمكن تفسير ذلك على النحو التالي:[2][1]
- يُقاس الزخم على أنه p = mv ، حيث m كتلة و v هي السرعة
- توضح هذه المعادلة أن الزخم يتناسب طرديًا مع كتلة الجسم ويتناسب طرديًا مع سرعة الجسم.
- وحدات قياس الزخم هي وحدات الكتلة مضروبة في وحدات السرعة ، والوحدة القياسية لقياس الزخم هي كجم * م / ث.
- الزخم هو كمية متجهة ، مما يعني أنه يجب تضمين معلومات حول حجم واتجاه الجسم المتحرك.
- اتجاه متجه الزخم هو نفس اتجاه سرعة الجسم المتحرك.
اقرأ أيضًا: البحث عن برهان جبري جاهز
ابحث عن الزخم والاصطدامات
الاصطدامات هي اسم العملية التي يطبق فيها شيئين أو أكثر قوى نسبية على بعضهما البعض خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا ؛ مثال على ذلك هو مضرب الضرب وهو مثال واضح على الاصطدام قبل وبعد التلامس وغالبًا ما يتم تجاهل تأثير القوى الخارجية أثناء الاصطدام وهذه بعض النقاط المهمة التي يجب ذكرها في بحث عن الزخم والاصطدامات.[3]
- الزخم ثابت في جميع التصادمات قبل وبعد الاصطدام.
- إذا كانت الطاقة الحركية متغيرة قبل التصادم وبعده ، فهذا يعني أن التصادم غير مرن.
- يكون التصادم مرنًا إذا كانت الطاقة الحركية قبل الاصطدام وبعده واحدة.
- التفاعلات بين الجزيئات في الكيمياء هي أمثلة على الاصطدامات المرنة.
- يتم حساب الطاقة الحركية باستخدام المعادلة التالية:
أمثلة على البحث في الزخم والتصادم والطاقة الحركية
إذا اصطدمت سيارتان وجهاً لوجه وتوقفت السيارات بسبب الاصطدام ، أجب ما يلي:
- هل يتم الحفاظ على الزخم حتى إذا توقفت كلتا السيارتين؟ نعم ، على الرغم من عدم وجود زخم بعد الاصطدام ، لم يكن هناك زخم كامل قبل الاصطدام.الزخم هو كمية متجهة يجب موازنة الزخم الإيجابي لسيارة واحدة مع الزخم السلبي للسيارة الأخرى.
- هل يتم حفظ الطاقة الحركية على الرغم من أن سيارتين ثابتة؟ لا ، الطاقة الحركية هي كمية عددية وكانت كلتا السيارتين في حالة حركة ولديهما طاقة حركية قبل الاصطدام ، ولكن لا توجد طاقة حركية بعد الاصطدام.
اقرأ أيضًا: مقدمة في البحث العلمي مقدمة في البحث العلمي جاهزة للطباعة
ابحث عن الزخم والاندفاع
من الصعب إيقاف أي جسم به زخم ، ومن أجل إيقافه ، من الضروري استخدام قوة ضد حركته لفترة زمنية معينة. لأن القوة تعمل على الجسم لفترة زمنية معينة وسرعة يتغير الكائن ، وبالتالي يتغير زخم الكائن.[4]
مثال على البحث عن الزخم والاندفاع
من أجل فهم مفهوم الزخم والدفع ولا يبدو أنه معلومات ناعمة ، يمكن رؤية ذلك أثناء القيادة ، عندما توقف سيارتك أثناء اقترابك من إشارة المرور ، فإن الفرامل تطبق القوة على السيارة لفترة زمنية معينة. لتغيير زخم السيارة ، يمكن أن يتوقف الجسم ذو الزخم إذا تم تطبيق قوة عليه لفترة زمنية معينة.
البحث عن معادلات للزخم والاندفاع
هذه المفاهيم السابقة هي ثمرة قانون نيوتن الثاني (F net = m * a) ، الذي ينص على أن تسارع الجسم يتناسب طرديًا مع إجمالي القوة المؤثرة على الجسم ويتناسب عكسًا مع كتلة الجسم. (أ = التغيير في السرعة / الوقت) والنتائج على المساواة:
F = م * واحد أو F = م * v / t
إذا تم ضرب طرفي المعادلة أعلاه في t مع الوقت ، فستكون المعادلة جديدة:
F * t = m * ∆v
- من هذه المعادلة يمكن القول إن حاصل ضرب القوة في الوقت يساوي حاصل ضرب الكتلة في التغير في السرعة.
- في الفيزياء ، يُعرف حجم القوة الزمنية بالزخم وبما أن مقدار m * v هو الزخم ، يجب أن يكون مقدار m * v هو التغير في الزخم ، الزخم = التغيير في الزخم
- في حالة الاصطدام ، يتعرض الجسم لقوة تسبب تغيرًا في الزخم لفترة زمنية محددة ، ونتيجة القوة المؤثرة عليه لفترة زمنية معينة هي تسارع أو تباطؤ كتلة الجسم. (أو يحدث تغيير في الاتجاه).
- يمكن التعبير عن ذلك على أنه المعادلة F * t = m * Δv.
اشرح قانون الحفاظ على الزخم
لفهم قانون الحفاظ على الزخم في لحظة الاصطدام ، من الضروري معرفة أن التغيير في زخم الجسم الأول يساوي ويقابل زخم الجسم الثاني ، أي الزخم الذي فقده الجسم الأول متساوي. في معظم الاصطدامات بين جسمين ، يتباطأ أحدهما ويفقد الزخم مع تسارعه ، بينما يكتسب الآخر الزخم.
إذا فقد الكائن 1 75 وحدة من الزخم ، فإن الكائن 2 يكتسب 75 وحدة من الزخم. ومع ذلك ، نظرًا للحفاظ على الزخم الكلي للنظام ، فإن الزخم الكلي لكائنين يكون هو نفسه الزخم الكلي قبل الاصطدام وبعده.
البحث عن ملخص الزخم وحفظه
يعتبر قانون الحفاظ على الزخم أحد أهم قوانين الفيزياء ، والذي ينص على أنه عندما يحدث تصادم بين الجسم الأول والجسم الثاني في نظام معزول ، فإن الزخم الكلي لكائنين قبل الاصطدام يساوي الزخم الكلي. زخم الجسمين بعد الاصطدام ، أي أن الزخم الذي فقده الجسم الأول يساوي الزخم الذي اكتسبه الجسم الثاني.
اقرأ أيضًا: نتيجة البحث العلمي .. جاهز لطباعة نتيجة البحث العلمي
ناقشنا في مقالنا معنى الزخم وكيفية قياس الزخم والبحث التفصيلي حول الزخم والاصطدامات ، بالإضافة إلى البحث عن الزخم والاندفاع ومعرفة وشرح قانون الحفاظ على الزخم.