الزخم والاندفاع (الصيغ ، أمثلة على المشكلات ، العلاقات)

عادةً ما تتضرر الجسور التي غالبًا ما تمر بها شاحنات كبيرة بسرعة أكبر من الجسور التي تمر بها المركبات الصغيرة فقط. على ما يبدو ، إنه مرتبط ويمكن تفسيره من خلال صيغة الزخم والاندفاع في الفيزياء.

الزخم والاندفاع مفهومان مترابطان. من الضروري التعلم من الفهم ، العلاقة بين الاثنين بالصيغة المستخدمة لحل مشكلة ما. تحقق من الشرح الكامل أدناه.

ما هو الزخم؟

يجب أن يكون لكل الأشياء التي يمكن أن تتحرك زخمها الخاص. في الفيزياء ، تعريف الزخم هو كمية متجهة يكون اتجاهها هو نفسه اتجاه سرعة الجسم.

فيما يتعلق بالبيان السابق ، يشير الزخم أيضًا إلى ناتج الوزن الإجمالي لجسم ما وسرعة الجسم. ببساطة ، الزخم هو مقياس لصعوبة جعل الجسم يتوقف عن الحركة.

يتأثر الزخم الذي يمتلكه جسم بشيئين ، وهما الكتلة والسرعة. إذا كان للجسم A كتلة ثقيلة ، فإن زخمه يكون كبيرًا أيضًا. وبالمثل مع السرعة ، فإن زخم الجسم B سيزداد كلما تحرك الجسم بشكل أسرع.

دعونا نفهم من خلال أخذ مثال بسيط. حبتان من الكرز بنفس الوزن ، ولكنهما تقعان على أغصان ذات ارتفاعات مختلفة ، ثم الكرز فوقها ستسبب الفروع الطويلة ألمًا أكبر عند سقوطها على أقدامها مقارنة بأشجار الكرز على الأغصان السفلية قليل.

مثال آخر هو عندما يكون هناك تصادم بين مركبتين. المركبات ذات السرعة الأعلى ، بالطبع ، ستتعرض لأضرار جسيمة أكثر من المركبات الأخرى الأبطأ.

اقرأ: صيغة الأعمال

ما هو الاندفاع؟

باختصار ، الدافع هو تغيير في الزخم يثبت أن المفهومين مرتبطان بالفعل. النبضة هي نتاج القوة والوقت طالما أن القوة تعمل على جسم ما.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تعريف النبضة على أنها كمية متجهة يكون اتجاهها هو نفسه اتجاه القوة. يوضح هذا المفهوم حقيقة أن هناك حاجة إلى قوة كبيرة لتحريك جسم كان في حالة سكون أو لإيقاف جسم كان يتحرك.

أسهل مثال لتوضيح الدافع هو عندما يركل اللاعب الكرة في اتجاه معين. تسمى اللحظة بين تطبيق القوة على الكرة عن طريق تأرجح قدمك حتى تلامس القدم أخيرًا الكرة بالنبضة.

اقرأ: قوانين نيوتن 1 ، 2 ، 3

صيغ الزخم والدافع

كيف تعرف الزخم والاندفاع؟ هناك معادلة تستخدم في حساب مفهومي الفيزياء.

أ. حساب الزخم

في الحساب ، يتم استخدام صيغة الزخم التالية:

ع = م ت

تُظهر الصيغة الزخم على أنه كمية متجهة لها اتجاه. بهذه الطريقة ، يمكن بالفعل معرفة اتجاه حركة الجسم إذا تم العثور على مقدار زخمه.

ب. عد النبضات

صيغة حساب النبضات هي كما يلي:

على الرغم من أن الدافع والزخم مفهومان مرتبطان ، إلا أن الدافع لا يزال له صيغة مستقلة. بمعنى ، يتم استخدام الصيغة عندما تكون السرعة والوزن الإجمالي للجسم غير معروفين.

في غضون ذلك ، عندما تُعرف الكتلة والسرعة بوضوح ، يستخدم الحساب معادلة توضح العلاقة بين المفهومين.

العلاقة بين الزخم والاندفاع

الزخم والدافع لهما علاقة مذكورة في نظرية الزخم النبضي ، أي أن الدافع الذي يعمل على كائن هو نفس التغيير في الزخم الذي يحدث على الجسم.

يمكن رؤية العلاقة بين الاثنين بوضوح في قانون نيوتن الثاني. يؤكد البيان في قانون نيوتن الثاني على أن حجم القوة المؤثرة على الجسم أ سيكون مساويًا للتغير في الزخم الذي يحدث لكل وحدة زمنية.

في المعادلات الرياضية ، يتم التعبير عن العلاقة بين الزخم والاندفاع على النحو التالي:

يشير p إلى التغيير في الزخم (p2 - p1)

اقرأ: أبعاد الطاقة

عينة من الأسئلة والمناقشة

من الطرق الفعالة لفهم صيغ الزخم والاندفاع بشكل أعمق ممارسة حل المشكلات. فيما يلي بعض الأمثلة على الأسئلة حول الدافع والزخم إلى جانب مناقشة كاملة:

1. يرمي شخص كرة وزنها 0.15 كجم بسرعة 20 م / ث. بعد ذلك تضرب الكرة بعصا بحيث تتحرك في اتجاه مختلف بسرعة 20 م / ث. احسب الدافع الذي أعطته العصا للكرة!

بناءً على الأسئلة ، بعض البيانات المعروفة هي:

بناءً على هذه الحسابات ، يمكن ملاحظة أن الدافع هو - 6 نيوتن.

2. ميرنا تركب دراجة نارية بسرعة 30 م / ث. وزن الدراجة النارية 200 كجم. ضبط الزخم!

من السؤال يمكن رؤيته على النحو التالي:

وبهذه الطريقة ، يبلغ زخم دراجة Mirna النارية 6000 كجم م / ث.

3. يحمل بايو كرة تزن 0.5 كجم. تبدأ الكرة في التحرك بسرعة 4 م / ث. بعد ذلك ، ضرب أردي الكرة بإعطاء القوة المعاكسة بحيث تغيرت سرعة الكرة إلى 8 م / ث. إذا لمست الكرة المضرب لمدة 0.01 ثانية ، فاحسب مقدار التغيير في الزخم الذي يحدث!

وبناء على السؤال معلوم:

في المشكلة ، الشيء المطلوب هو التغيير في الزخم الذي يعني نفس الدافع. ثم يصبح الحساب:

لذا ، فإن التغير في الدافع أو الزخم للكرة هو - 6 م / ث.

4. شاحنة كبيرة وزنها 2 طن يتم قيادتها بسرعة 72 كم / ساعة. أثناء الدوران عند مفترق طرق ، اصطدمت الشاحنة بعمود وتوقفت عن الحركة لمدة 0.1 ثانية. ما متوسط ​​القوة (F) المؤثرة على الشاحنة وقت حدوث التصادم؟

من السؤال يمكن رؤيته:

الآن ، أنت تفهم الزخم والاندفاع ، أليس كذلك؟ تُستخدم صيغة الزخم لمعرفة مقدار الزخم الذي يمتلكه جسم متحرك. التغيير في زخم كائن ما يساوي الدافع على هذا الكائن.