أمثلة على الزخم في حياتنا
مفهوم الزخم
قبل أن ندخل في مناقشة أمثلة الزخم في حياتنا، سنقوم معا بإجراء بحث حول مفهوم الزخم، أو ما يعرف بكمية الحركة. إنه مقدار حركة الكتلة، وهو مصطلح فيزيائي يستخدم أيضا لقياس صعوبة إيقاف جسم متحرك. في قوانين الفيزياء، لكل شيء كتلة وعندما يتحرك الجسم، يتولد لديه كمية حركة تسمى الزخم. يعتمد الزخم في الأجسام على عاملين متغيرين، وهما كمية حركة الأجسام وسرعتها. وإذا كان الزخم متساويا لكتلة جسم ما، فإن سرعته تتضاعف. وبناء على ذلك، توصل العلماء إلى أن مفهوم الزخم في الأجسام المتحركة يختلف وفقا للظاهرة الفيزيائية ذاتها.
وصل الاكتشاف إلى أنه يمكن تغيير كمية حركة جسم ما عن طريق تغيير كتلته أو سرعته، وكمية حركتها تساوي ضرب كتلة الجسم في سرعته. يمكن أيضا تغيير كمية حركة الجسم بتعريضه لقوة فيزيائية تؤدي إلى تغيير في سرعته وكتلته، وتتناسب كمية حركة الجسم مع تغيير الزمن والقوة المؤثرة عليه بشكل طردي. يتم قياس الزخم بالكيلوجرام أو الكيلومتر في الساعة، وهناك عدة قوانين للزخم حسب كل ظاهرة فيزيائية. عند وجود الجسم في سائل ساكن أو متحرك، تختلف النتائج تماما. وجد العالمان أبو الفتح عبد الرحمن المنصور وأرشميدس أن وضع الجسم في سائل يؤدي إلى توليد زخم متساوي مع وزن الجسم.
كما وجدا أيضاً أن أي جسم من الأجسام يوضع في مائع ساكن أو متحرك يفقد هذا الجسم مقدار من وزنه الحقيقي وأُطلق على هذه الظاهرة مسمى “الوزن الظاهري”، وعليه فإن محاولة إخراج جسم ما موضوع في وسط سائل أو غاز أسهل بكثير من خارجها وذلك يرجع إلى فقدان هذه الأجسام جزء من وزنها الحقيقي. ، ،
أمثلة على الزخم
ويوجد الكثير من الأمثلة على الزخم في حياتنا اليومية ، فمثلاً إذا كان لديك صندوق وزنه 50 كيلو جرام لو قمت بجرّه لمسافة 25 متر ، سيتولد لدى هذا الجسم مقدار زخم على وزنه وسرعة حركته، وتختلف حركته حسب الوسط المتواجد فيه فإذا كان في وسط مائع فستكون حركته سهلة على عكس غيرها ، ومن هذه الأمثلة الكثير كما يلي :
شاحنات النقل
حيث أنه يتمتع هذا النوع من الشاحنات بكتلة عالية نظراً لما تحتويه بداخلها أو حتى بسبب كتلتها الأساسية، فيجد هذا النوع من الشاحنات صعوبة في التوقف حتى مع سرعتها الصغيرة وذلك لكبر مقدار زخمها؛ لذلك يجب على سائقي هذا النوع من السارات اتباع إرشادات معينة للتوقف حيث تعد من الأجسام ذات الزخم العالي وذلك لأن الزخم يتناسب طردياً مع الكتلة.
عربة التسوق
تتميز السيارة بأربع عجلات وسرعة نسبية عالية أو سهلة الحركة، وبسبب وزنها الصغير، فإن لها زخمًا صغيرًا.
الرصاصة
على الرغم من صغر كتلة الرصاصة الفردية، فإن لها زخمًا كبيرًا جدًا؛ وذلك يعود إلى سرعتها العالية جدًا.
السيارات
عندتحرك سيارة ثقيلة نسبياً بسرعة عالية، ستكون لها زخم كبير ويصعب التوقف.
تحرك البشر أو حيوانات الصيد
عندما يتحرك اللاعب بسرعة كبيرة في الملعب، يتم توليد زخم كبير في جسمه، ويصعب توقف حركته إلا إذا قام بتدريجيًا تهدئة حركته.
قانون حفظ الزخم
وفقًا لمفهوم علمي، فإن حالة السكون تعني أن مقدار الزخم يساوي الصفر، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية مثل قوة الاحتكاك أو الجاذبية الأرضية، وذلك يعني أن الأجسام الساكنة لا تمتلك سرعة، وبالتالي فإن حاصل ضرب السرعة في الكتلة يساوي الصفر.
مثال على ذلك هو إطلاق قذيفة من المدفع إلى الأمام
في هذه الظاهرة، تتحرك القذيفة بسرعة عالية إلى الأمام، ولذلك يتحرك المدفع نحو الخلف، بحيث يصبح مجموع الزخم الكلي لخروج القذيفة يساوي الصفر ما لم يؤثر على المدفع قوة خارجية مثل قوة الجاذبية أو الاحتكاك.
مثال على الاصطدام والتصادم: لعبة البلياردو
تتحرك كرات البلياردو عندما تصطدم ببعضها البعض، وهناك أنواع مختلفة من التصادمات
- عندما يتصادم جسمان فيحرك أحدهما الآخر.
- عندما يتحرك جسمان لهما نفس الكتلة والسرعة، يتأثر كل منهما بقوة الآخر ويتحركان في الاتجاه المعاكس.
وهنا تسمى بحالة الارتداد.
ونظرًا لأن مفهوم حفظ الزخم ينص على أن مجموع الزخم للأجسام المتصادمة يكون متساويًا قبل وبعد التصادم، فإن هناك تصنيف آخر للتصادم وهو:
- التصادم المرن : إذا كان هناك اختلاف في الطاقة الحركية لكلا الجسمين قبل وبعد التصادم.
- التصادم غير المرن : إذا كانت الطاقة الحركية لكل جسم قبل وبعد التصادم متساوية.
انواع الزخم
هناك أنواع متعددة للزخم وهي كما يلي : ،
- الزخم الخطي : هو الانحراف الذي ينتج عندما يتحرك الجسم في خط مستقيم.
- الزخم الزاوي : هو ما يحدث عندما يتحرك الجسم بزاوية معينة، وفي هذه الحالة، لا يتم استخدام نفس القوانين حيث تكون الكتلة الجسمية هي نفسها، ولكن يتم استبدال السرعة بالسرعة الزاوية.
- الزخم للجسم الدوار :- عندما يدور جسم حول محوره، فإنه يتولد لديه زخم وهذا لا يتعلق بقانون الأجسام الساكنة، لأن الزخم الزاوي يحدث عندما يدور الجسم حول نفسه ويمكن أن يحدث حتى لو لم يتحرك الجسم من مكانه.
- الزخم المفاهيمي (conceptual momentum) : يتم فهم هذا المصطلح من خلال سياق الحديث أو استخدامه في سياق معين، ويحمل معنى معنويا يتناسب مع معناه العلمي. يستخدم في بعض الأحيان في السياسة أو الاستراتيجيات السياسية، على سبيل المثال، عندما يقوم مرشح لمنصب ما بتنظيم حملات دعائية أو تقديم خدمات أو عقد مؤتمرات وندوات لجذب الناس قبيل الانتخابات. يطلق عليه أيضا اسم “زخم”، ولكن ليس في السياق الفيزيائي، بل في السياق المعنوي والمفهومي. عندما يقوم المرشح بجميع هذه الأنشطة في فترة زمنية قصيرة، يتيح له ذلك بناء زخم سريع للحصول على دعم الناس وضمان ترشيحهم له، بالإضافة إلى كسب محبتهم له.
الفرق بين القصور الذاتي والزخم
هناك الكثير من الناس الذين يخلطون بين الزخم والقصور، ويمكننا ببساطة توضيح ذلك بأن ظاهرة القصور الذاتي هي جزء من الزخم، والقصور الذاتي هو ميلاً للجسم للبقاء في حالة حركة أو راحة.
ويختلف القصور الذاتي عن الزخم حيث أن الزخم في تعريفه هو مقياس مدى صعوبة إيقاف جسم متحرك ويختلف أيضاً القصور الذاتي عن الزخم حيث أنه لا يتضمن حركة الجسم فيكفي وجود الجسم في حالة حركة أو سكون ولكن علي الجانب الآخر فإن القصور الذاتي يركز علي مقدرة الجسم في البقاء في حالة من الحركة.
تتميز حركة الزخم بعامل السرعة المتغير، الذي يساعد على تحديد المقدار والاتجاه الذي يسير فيه الجسم، وهذا العامل غير موجود في مفاهيم أو قوانين القصور الذاتي