التعليموظائف و تعليم
على ماذا يعتمد الزخم
على ماذا يعتمد الزخم
في مقالنا عبر موسوعة الرياضيات، سنجيب عن سؤال “على ماذا يعتمد الزخم الخطي؟”، حيث يتم تدرس الزخم والدفع كجزء من دروس الميكانيكا في الرياضيات، مما يساعد الطلاب على اكتساب المهارات المعرفية والقدرات الذهنية.
وذلك يساهم في فهمهم أنواع التصادمات بين أنواع الحركة وحفظ الطاقة، بالإضافة إلى مقارنة الطلاب بين المتغيرات الحركية والحركة الخطية، لذا دعونا نشرح درس الزخم بطريقة مبسطة، فتابعونا
- وفقا لقانون الزخم في الفيزياء، يمكننا أن نشرح ماهية الزخم الخطي، حيث يعتمد الزخم على متغيرين وهما الكتلة والسرعة
- لذلك، يعتمد الزخم في قوانينه على حاصل كتلة الجسم × سرعته.
- كما ترد معادلة الزخم كالآتي:” P = m v “.
- وبالتالي وحدة قياس الزخم هي J.sm، أي كيلوجرام متر/ثانية.
- خصوصا أن الحرف “م” يمثل كتلة الجسم المتحرك.
- عندما يتم استخدام حرف V، فإنه يشير إلى سرعة عالية تعوق الحركة.
- باختصار، الزخم هو كمية الحركة الخطية.
- يعرف الزخم بأنه حاصل ضرب كتلة الجسم في السرعة.
- بالإضافة إلى إمكانية تعريف الزخم بأنه الكمية المتجهة ذات الكتلة.
- يجدر بالذكر أن قوانين إسحاق نيوتن تتنوع بين نص قانون نيوتن الأول والثاني.
- أشار نيوتن في قانون الحركة الثاني إلى مفهوم الزخم.
- بناء على معدل التغير في الزخم الذي وضعه نيوتن؛ يكون مساويا للقوة التي تؤثر على الجسم.
- بالإضافة إلى ذلك، يتم إنتاج الزخم نتيجة لتأثير قوة على جسيم لفترة زمنية.
- يمكن حساب الزخم هنا عن طريق ضرب الفاصل الزمني بالقوة التي تنتجها النبضة.
- وهكذا ذكر نيوتن في قانونه الثالث الزخم كمجموعة القوى المتبادلة المتقابلة بين الجسيمات، حيث يصبح الزخم مجموع المتجه المعاكس والمتساوي من العزم.
- لذلك، يتم موازنة التغيير في الزخم مع الجسيمات الأخرى.
- عندما تكون القوة الخارجية مفقودة عن الجسيمات، فإن التغير لا يؤثر على الزخم.
- زخم الجسم يحدد الوقت الذي يستغرقه القوة الثابتة لتتزن بشكل كامل.
قانون الدفع والزخم
- قانون الدفع والزخم هو: الزخم = الكتلة × السرعة.
- أما عن قانون الدفع فهو؛ I = F∆t.
- فيما يُرمز إلى الزخم بأنه p.
- لكي تصبح قانون الزخم بالرموز هو: p = m * v.
- يشير هذا القانون إلى أن الزخم يحدث بشكل متناسب مع كتلة الجسيمة.
- كما يحدث الزخم طرديًا مع السرعة.
- يُقاس الزخم بوحدة قياس وهي: kg*m/s .
- بالإضافة إلى عدد من وحدات القياس الأخرى التي سنذكرها فيما يلي:
- وحدة قياس الزخم kg*km , kg*mi/h, g*cm/s.
- يعتمد الزخم على عاملين وهما الكتلة والسرعة.
قانون حفظ الزخم
- قانون الحفاظ على الزخم Pi = ∑Pf ∑ يحدد مجموع زخم الجسم.
- يُعرّف قانون حفظ الزخم بأنه:توجد تأثيرات متبادلة بين القوى الخارجية التي تؤثر على الأجسام في نظام مغلق.
- يعرف قانون الحفاظ على الزخم بأنه “الأجسام التي تحافظ على كتلة ثابتة أثناء تبادل القوى”.
- حينما يكون الزخم معدوما، يكون الجسم ثابتا.
- يرمز حرف p إلى الزخم، في حالتي القبل والبعد عن التصادم.
- خاصة أن الـ pf تعبر عن مقدار الزخم بعد التصادم.
- إذا حدث تغير في زخم الجسم، فسيحدث توازن في القوة المضادة.
- بفعل القوة التي تتحملها بحيث يكون لها تأثير.
- وبخاصة نظام القاعدة المعزولة؛ حيث تشير إلى القوى التي تنتقل من وإلى الأجسام.
- يُشار إلى النظام المعزول الميكانيكي ويُطبق من خلال القاعدة الآتية : FΔt = Δp = pf – pi = 0 .
- بحيث يأتي pf = pi = المقدار الثابت.
امثلة على الزخم
- مثال مع الحل على قانون حفظ الزخم Conservation of Momentum :
- عندما يجلس محمد في قارب يزن 65 كغ ويرفع حقيبة تزن 6 كغ، فإن كتلته الكلية تصبح 35 + 65 + 6.
- ماذا عن سرعة القارب إذا قام محمد بإلقاء الحقيبة في الماء بشكل أفقي بسرعة تقدر بـ 10 متر في الثانية.
- الحل : عن طريق تطبيق قاعدة حفظ الزخم ( Pi = ∑Pf ∑).
- m1+ m2) vi = m1 v1f + m2 v2f)
- 0 = 6 × 10 + 100v2f
- v2f = -0.60 m/s
- مثال آخر على الزخم جاء يطلب حساب الزخم.
- عندما تتجه السيارة شرقا، ذات كتلة 1000 كجم وخاصة بسرعة 20 م/ث .
- فماذا عن الزخم، الإجابة تجدها من خلال تطبيق القانون التالي:
- P = m v
- وبتطبيق القاعد فإن؛ = 1000 × 20 .
- فتأتي نتيجة الزخم كالآتي: = 2 × 104kg. m/s متجهه شرقًا.
إذا تصادم جسمان متماثلان في الكتلة ولهما السرعة نفسها فإن الزخم الكلي قبل التصادم وبعده يساوي
- تلقينا أسئلة من الطلاب على محركات البحث وكانت الإجابة فيها .
- في حالة حدوث تصادم بين جسمين متماثلين في الكتلة.
- يستمتعان بنفس السرعة، فماذا عن الزخم الكلي في الحالتين قبل وبعد التصادم.
- إذا تصادمت جسمان متماثلان في الكتلة وكان لديهما نفس السرعة، فإن الزخم الكلي قبل التصادم وبعده يكون صفرا
الزخم في حياتنا
يمكننا أن نتتبع من خلال تطبيقات الزخم ما نتعرض له يوميا من تدخلات فيزيائية ورياضية.
- نشير إليها بناء على حركة جسمك، لأن الزخم يعتمد على كتلة جسمك وسرعته.
- من أبرز الأمثلة على وجود الزخم في حياتنا هي الشحنات الناقلة.
- عند نقل البضائع ، يكون للشحنات ذات الأربع عجلات كتلة عالية مما يعوق قدرتها على التوقف المفاجئ أو السريع ، ولذلك فهي تحمل زخما ، والسبب في ذلك هو أن الكتلة تتناسب طرديا مع الزخم.
- في الحركة اليومية للإنسان أو عند ممارسة الرياضة، لا يمكن التوقف المفاجئ، ولكن يجب تقليل الحركة تدريجيا نظرا للحمل الكبير الذي يتحمله الجسم أثناء الحركة.
- الطلقة النارية هي نوع من الزخم الذي نواجهه في حياتنا
- خاصة أن الرصاصة تحمل زخما عاليا، نظرا لسرعتها العالية.
أشكال الزخم
- يوجد أشكال مختلفة من الزخم التي نشاهدها في يومنا ربما نكون غير مدركين لتواجدها حولنا.
- من بين تلك الأشكال المميزة زخم الجسم الدوار، الذي يحدث عند دوران الجسم حول محوره ليتولد عزم دوران.
- والزخم الخطي هو التحرك بخط مستقيم دون أن يحيد.
- والزاوي أي الذي يرد من زاوية بعينها.
- بالإضافة إلى الزخم المفاهيمي، واحدة من أبرز أشكال الزخم في حياتنا اليومية هو ترشح أحد المرشحين للانتخابات، حيث يسعى لجمع أنصاره والمؤيدين له.
- ما يدعمه بسرعة في جمع أكبر عدد من الجماهير.
ملخص الزخم
نوجز الإجابة في الجمل القصيرة الآتية:
- يعتمد الزخم على الكتلة والسرعة.
- قانون حساب الزخم هو ” P = m v ” .
- وحدة الزخم هي كيلوجرام* متر/ثانية.
- فضلاً عن تحديد الإتجاه.
- تتناسب الزخم بشكل طردي مع كل من الكتلة والسرعة.
- لاسيما أن m تُشير إلى كتلة الجسم.
- بينما تُشير v إلى سرعة الجسم.
- النتيجة صفر هي نتيجة الزخم المتبادل بين جسمين.
- p يرمز إلى زخم الجسم.
في مقالنا السابق، قدمنا إجابة عن سؤال “على ماذا يعتمد الزخم؟”، ويمكنك أيضا قراءة المزيد من المقالات التي تشرح الرياضيات بشكل مبسط عبر موسوعة رياضيات، ويمكنك أيضا متابعة كل جديد في موسوعة
- بحث عن الدفع والزخم
- بحث عن الزخم والدفع شامل
- بحث عن الزخم وحفظه
- الوحدة الدولية لقياس الزخم هي
- بحث عن الزخم موضوع
المراجع