ملخص الزخم (كمية التحرك) الخطي والدفع، الفيزياء

الفصل الأول: الزخم (كمية التحرك) الخطي والدفع

• تتيح لنا المبادئ الأساسية للميكانيكا، المتمثلة بقوانين نيوتن، فهم حركة الأجسام؛ بل توقع المسارات التي تتخذها بدقة بالغة لدى معرفة القوى المؤثرة عليها.
• إن ركل الكرة بقوة، ولو لفترة وجيزة، يغير من زخمها ليمكنها من الحركة والانطلاق نحو الهدف، ثم لا تلبث أن تغير قوة الجاذبية من زخمها، ربما باتجاه مغاير.

1-1 الزخم الخطي

• الزخم: كمية فيزيائية متجهة تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته، وتكون باتجاه السرعة.
• ثبت السطح المائل بزاوية ميل مقدارها 30° وضع الممحاة في نهاية السطح المائل.
• قم بدحرجة الكرة الأقل كتلة من أعلى السطح ولاحظ المسافة التي تحركتها الممحاة.
• $P = m v \quad (1-1)$

2-1 الدفع

• الدفع: كمية فيزيائية متجهة تساوي حاصل ضرب متوسط القوة في زمن تأثيرها، واتجاهه باتجاه القوة.
• $I = F Δt \quad (1-2)$

أناقش:

• بين أن وحدة الدفع هي وحدة الزخم نفسها.
• إذا أثرت مجموعة من القوى الثابتة على جسم، فإن الدفع الكلي على الجسم يساوي حاصل ضرب محصلة القوى المؤثرة في الجسم في فترة زمن تأثيرها، وتعطى من العلاقة: $I = ∑F Δt \quad (1-3)$

3-1 نظرية الدفع - الزخم

• نظرية الدفع - الزخم: الدفع الذي تحدثه القوة المحصلة في الجسم خلال فترة زمنية ما يساوي التغير في زخم الجسم خلال تلك الفترة.
• يعد الركض على الأقدام عملاً شاقاً؛ فعندما يضرب العداء الأرض بقدمه تؤثر الأرض في القدم بقوة قد تزيد عن وزنه.
• ويصمم الحذاء الرياضي بحيث يكون نعله مزوداً بوسائد امتصاص؛ لتقليل القوة المؤثرة في القدم، من خلال إطالة زمن تأثير القوة.
• $ΔP / Δt = F \quad (1-4)$
• وبالضرب التبادلي تستنتج أن: $ΔP = F Δt \quad (1-5)$

4-1 حفظ الزخم

• فإذا كانت محصلة القوى الخارجية المؤثرة في مجموعة من الأجسام تساوي صفراً سُميت مجموعة الأجسام بالنظام المعزول.
• والقوى الوحيدة التي تؤثر في النظام المعزول: هي القوى المتبادلة بين الأجسام أو الجسيمات داخل النظام.

قانون حفظ الزخم

• قانون حفظ الزخم: إذا كانت محصلة القوى الخارجية المؤثرة في مجموعة من الأجسام بينها تأثير متبادل في نظام مغلق (مجموعة الأجسام التي تبقى كتلها ثابتة خلال أية عملية تبادل للقوى) تساوي صفراً، فإن مجموع زخم هذه الأجسام يبقى ثابتاً أو محفوظاً.
• $∑Pi = ∑Pf \quad (1-6)$
• من النشاط السابق، وجد أن اصطدام كرة واحدة من الطرف الأيمن بمجموعة الكرات الساكنة أدى إلى اندفاع كرة واحدة من الطرف الأيسر، ارتفاعها تقريباً يساوي ارتفاع الكرة الأولى.
• الأمر الذي يعني اكتسابها السرعة نفسها (لماذا)؟ ويدل ذلك على أن الزخم للنظام قبل التصادم يساوي الزخم للنظام بعد التصادم.