بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة
الله وبركاته
شرح درس
الدفع والزخم - الزخم وحفظه
نبدأ على بركة الله
في هذا الفصل سنتناول
التصادم بين الأجسام وسنركز على التفاعل
الفيزيائي بين الجسمين (بحيث نصف كلا الجسمين قيل التصادم و أثنائه وبعده )
مثال :
إذا
قام لاعب بيسبول بضرب الكرة بالمضرب ليحرز النقاط فإن الكرة تتحرك باتجاه المضرب
قبل الاصطدام , وتتأثر الكرة بالمضرب مما يؤدي إلى انضغاطها في اثناء التصادم ,
أما بعد التصادم فتتحرك الكرة بسرعة أكبر مبتعدة عن المضرب بينما يكمل المضرب
مساره بسرعة أقل
.
في المثال السابق
أوضحنا التفاعل الفيزيائي الذي يحدث بين الكرة والمضرب في لعبة البيسبول . وهذا
بالضبط ما سندرسه خلال هذا الفصل بإذن الله
الدفع
والزخم
إذا عدنا لمثالنا
السابق فسنلاحظ أن سرعة الكرة تغيرت وذلك بفعل القوة المحصلة المؤثرة فيه ، إذ
يحدث التغير في السرعة المتجهة للكرة بسبب قوة المضرب المؤثرة في الكرة , و تتغير
الكرة خلال الزمن . تنضغط الكرة بعد التلامس مباشرة وتستمر القوة في الازدياد إلى
أن تصل إلى أقصى قيمة لها , والتي تكون أكثر من وزن الكرة ب10000 مرة , ثم تستعيد
الكرة شكلها , وتتحرك مبتعدة عن المضرب بسرعة , ويقل مقدار القوة مباشرة ليصبح
صفرا .
الدفع :
إذا قمنا بالتعويض عن
قيمة التسارع في قانون نيوتن الثاني كما يلي
بضرب طرفي المعادلة
في الفترة الزمنية t ,نحصل على المعادلة التالية :
إن الطرف الأيسر من
المعادلة السابقة Ft يرمز إلى الدفع والذي يمكن تعريفه بأنه هو
حاصل ضرب متوسط القوة المؤثرة في جسم في زمن تأثير القوة .
يقاس الدفع بوحدة N.s . ويتم إيجاد مقدار
الدفع في الحالات التي تتغير فيها القوة مع الزمن من خلال تحديد المساحة تحت منحنى
العلاقة البيانية للقوة مع الزمن كما في الشكل التالي
وإن الطرف الأيمن من
المعادلة السابقة يمثل الزخم والذي يساوي حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته المتجهة
الزخم :
وبالنظر إلى المعادلة
Ft = mv = m vf – m vi
حيث pf =mvf و pi = mvi فإنه يمكننا كتابة هذه المعادلة على النحو التالي :
وهذا يسمى بنظرية الدفع – الزخم والذي ينص على أن الدفع لجسم ما يساوي زخم الجسم
النهائي مطروحا منه زخمه الابتدائي .
ملاحظة
: إذا كانت القوة المؤثرة في جسم ما ثابتة
يكون الدفع عبارة عن حاصل ضرب القوة في الفترة الزمنية التي أثرت خلالها هذه القوة
.
ملاحظة
: عموما لا تكون القوة ثابتة , لذا يتم إيجاد
الدفع باستخدام متوسط القوة مضروبا في الفترة الزمنية التي أثرت خلالها , أو عن
طريق إيجاد المساحة تحت منحنى القوة – الزمن .
علل : الزخم كمية متجهة
لان السرعة كمية
متجهة .
علل : الدفع كمية متجهة
لان القوة كمية متجهة
ملاحظة
: يحدث تغير كبير في الزخم عندما يكون الدفع
كبيرا إما نتيجة لقوة كبيرة تؤثر خلال فترة زمنية قصيرة , أو عن قوة صغيرة تؤثر
خلال فترة زمنية طويلة حيث تمت مراعاة هذه الأمور أثناء تصميم أنظمة الأمان في
السيارات الحديثة . وذلك من خلال تزويدها بالوسائد الهوائية
تم بحمد الله
نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات
" نرد على جميع التعليقات "
بالتوفيق للجميع ...^_^
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق