بحث عن الزخم

يتحدث الناس طوال الوقت عن الزخم، والآن يمكنك أن تكتشف حقيقة معنى هذه الكلمة، ثم تفهم مبدأ الحفاظ على الزخم وما يجب فعله عندما تتصادم الأشياء. فالزخم هو كلمة ربما تكون على دراية بها وكثيرا ما تسمع أن شيئا ما يكتسب أو يفقد الزخم، ويمكن أن يكون الشيء الذي يكتسب الزخم كائنا متحركا فعليا أو يستخدم بشكل مجازي أكثر مع فريق رياضي. ولكن هل سبق لك أن وقفت لحظة لتفكر في معناه الحقيقي؟ .

تعريف الزخم

الزخم هو كمية الحركة لجسم متحرك، وفي المعنى الأساسي، كلما زادت قوة الحركة، أصبح من الصعب التوقف، وهذا هو السبب في أنك ترى هذا المصطلح يستخدم مجازيا كما في حالة الفريق الرياضي، ويعني أن الفريق يتقدم (عموما، سلسلة متصلة) ويصبح أقوى، وستواجه الفرق الأخرى صعوبة أكبر في إيقاف الفريق بسبب الزخم .

الحركة الخطية “للزخم”

لعبة البيسبول

ندرك جميعا أن الزخم يشير إلى كمية الحركة لجسم متحرك، ولكن ماذا يعني ذلك بالضبط؟ دعنا نفكر في لعبة البيسبول حيث يتم رمي الكرة في خط مستقيم في الهواء لفهم هذا المفهوم. عندما تصطدم بالكرة، ستشعر بأن الزخم ينتقل إليك، وقد يدفعك الزخم باتجاه الكرة. وكلما زادت سرعة الكرة، زادت قوتك في دفع يدك أثناء نقل الزخم إليك. لنتخيل رمي كرتين من البيسبول نحوك، الأول بسرعة 50 ميل في الساعة والثاني بسرعة 150 ميل في الساعة. حتى لو تمكنت من اصطياد الكرة الثانية، فإنها قد تؤذيك وتستغرق جهدا أكبر لوقفها من الكرة الأولى التي تسير بسرعة أقل. لذلك، السرعة هي جانب هام من الزخم، ولكنها ليست كل شيء بخصوصه .

تخيل الآن اثنين من الكرات التي تم رميهما عليك بسرعة 50 ميلا في الساعة، واحدة منهما هي كرة البيسبول والأخرى هي كرة البولينج، وربما لن تستطيع إيقاف كرة البولينج لأنها ستستمر في الحركة حتى بعد أن تصطدم بيدك، لأن كلتا الكرتين تسيران بنفس السرعة، ولذلك فإن الشيء الذي يجعل كرة البولينج أكثر صعوبة هو كونها أثقل وتحتوي على كتلة أكبر، وبالتالي فإن الجانب المهم من الزخم هو الكتلة، وفي الفيزياء يتم تعريف الزخم على أنه ضرب الكتلة في السرعة، وهذا موضح في هذه المعادلة “الزخم = الكتلة × السرعة .

“P” ع = الزخم

“M” م = الكتلة

“V” ت = السرعة

عندما نتحدث عن وحدات الزخم، فليس لدينا رمز خاص يستخدم لتمثيله، وبدلاً من ذلك يتم تعريفه ببساطة عن طريق جمع الوحدة القياسية للكيلوغرام (كلغ) مع الوحدة القياسية للسرعة في العدادات في الثانية (م/ث)، ويتم قياس الزخم بوحدات قياسية من الكيلوغرام مضروباً في الثانية (كغم/ث).

الحفاظ على مبادئ الزخم

مبدأ الحفاظ على الزخم ينص على أنه في نظام منعزل، عندما يتصادم جسمان، يكون لديهما نفس الزخم المشترك قبل وبعد التصادم. وهذا يعني أن الزخم لا يتلاشى خلال التصادم، بل ينتقل بين الجسمين في النظام المنعزل، ويتم الحفاظ على الزخم دائما خلال التصادم. عندما تمسك الكرة البيسبول، ينتقل الزخم من الكرة إلى يدك. وتعتمد طريقة نقل الزخم على نوع التصادم، حيث توجد ثلاثة أنواع: مرن، غير مرن تماما، وغير مرن جزئي .

التصادم المرن

في التصادم المرن، يتصادم جسمان ويرتدان من بعضهما البعض، ومثال جيد على هذا النوع من التصادم يكون لعبة البلياردو، حيث تضغط على الكرة بجديلة ويرتد من كرة أخرى، ونأمل أن تذهب الكرة الأخرى في جيب الطاولة. والأهم بالنسبة لنا هو أن الكرتين لا تلتصقان على الإطلاق، ويمكننا أيضا التعبير عن الحفاظ على الزخم في التصادم المرن رياضيا، ونحن نعلمأن الزخم هو الكمية المحافظة في الحركة، ويتم حسابه من خلال ضرب كتلة الجسم في سرعته. وفي التصادم المرن، يتم الحفاظ على الزخم الكلي للجسمين قبل وبعد التصادم، ولكن يتغير اتجاه الحركة وسرعة الجسمين. ويمكن استخدام قانون الحفاظ على الزخم في التصادم المرن لحساب سرعة الجسم الناتجة بعد التصادم، مع الأخذ في الاعتبار كتلة الجسم وسرعته واتجاه حركته .