هل الزخم كمية متجهية: حقائق مفصلة وأسئلة شائعة


عندما يكون للجسم كتلة ، فإنه يتحرك على طول خط مستقيم. ثم يتم تعريفه على أنه زخمه.

دعنا نعرف ، Is زخم كمية المتجهات: - ينص قانون نيوتن الثاني للحركة على أن معدل تغير زخم الجسم يتناسب طرديًا مع القوة المطبقة ، ويحدث هذا التغيير في اتجاه القوة المطبقة.

من قانون نيوتن الثاني ، نفهم أنه إذا تم تطبيق قوة ثابتة على جسيم لفترة معينة ، فإن حاصل ضرب القوة والفاصل الزمني يساوي التغير في الزخم. على العكس من ذلك ، يتم تعريف زخم الجسم على أنه الوقت اللازم لإراحة الجسم بقوة ثابتة.

لماذا الزخم كمية متجهة

حاصل ضرب الكتلة والسرعة ، وهو زخم الجسم ، هو كمية متجهية لأن اتجاه الجسم المتحرك سيكون في الاتجاه نفسه لاتجاه سرعة الجسم الذي له كتلة. عندما نعلم أن الكميات مثل الإزاحة والموضع والسرعة والقوة والعزم ، فإن هذه الكميات لها المقدار والاتجاه هي كميات متجهة أو متجهات. 

ونعلم أيضًا أن الكميات مثل الكتلة والطول والحجم والوقت ودرجة الحرارة والمسافة والطاقة لها المقدار فقط. ليس لديهم اتجاهات تسمى الكميات العددية أو المقاييس.

هل الزخم الخطي كمية متجهة

الزخم الخطي هو حاصل ضرب الكتلة ، وسرعة الجسم مع اتجاهه ستكون في حركة السرعة.

الزخم الخطي هو كمية متجهة ، ويمثلها

 

دعونا نفكر في جسم له كتلة وسرعته ثم نحصل على: -

دعونا نفهم الزخم وكيف أنه كمية متجهة: -

لنفترض أن كتلة الحافلة M1 وأن ​​كتلة الشاحنة M2 (M2 أكبر من M1) تتحرك بنفس السرعات التي تتحرك V في الشرق. الآن سيكون زخمهم P1 و P2 على التوالي.

الآن يمكننا كتابة المعادلة على النحو التالي ،

P1/P2=M1م / م2الخامس = م1/M2

كما نعلم ، M2 أكبر من m1 ، لذا فإن P2 ستكون أكبر من P1. هذا يعني أن الجسم ذي كتلة الجسم الأعلى سيكون له زخم أكبر من الجسم ذي الكتلة الخفيفة. 

الزخم هنا عبارة عن كمية متجهة مما يعني أن الحافلة والشاحنة ستتحركان في الاتجاه الشرقي.

 الآن دعونا نفكر في حافلة كتلتها M1 وشاحنة كتلتها M2. كلاهما يتحرك بسرعة V1 في الشرق و V2 يتحرك في الغرب ، على التوالي ، لهما نفس الزخم الخطي.

 الآن يمكن كتابة المعادلة على النحو التالي: -

M1V1 = M2V2

V1/V2=M2/M1

 هنا M2 أكبر من M1 ، و V2 أكبر من V1.

هذا يعني أ الجسم الأثقل له سرعة أصغر ، والجسم الأخف له سرعة أعلى.

 نعلم هنا أن الزخم هو المتجه مما يعني أن الحافلة ستتحرك في الاتجاه الشرقي وفقًا لتوجيه سرعتها ، وستتحرك الشاحنة في الاتجاه الغربي وفقًا لتوجيه سرعتها.

هل الزخم الزاوي كمية متجهة

يمكن فهم الزخم الزاوي على أنه الكمية المقابلة للزخم الخطي في حركة دورانية.

دعونا نفهم الزخم الزاوي وما إذا كان ناقلات كمية:-

لفهم الزخم الزاوي على أنه كمية متجهية ، دعونا نفكر في جسيم كتلته "M" ، ويتم إعطاء زخمه الخطي كما هو ، وهو في موضع يتعلق بالأصل O.

هنا سيكون الزخم الزاوي للجسيم: -

يوفر سيكون الزخم الزاوي أيضًا عبارة عن كمية متجهة ، سيتم تحديد اتجاهها من خلال قاعدة المسمار الأيمن.

 سيتم إعطاء حجم الزخم الزاوي كما يلي ،

J = RPsinθ

أين الزاوية بين

نحن بحاجة إلى ملاحظة ذلك الزخم الزاوي سيكون 0 إذا لم يكن الزخم الخطي موجودًا. أو ، إذا كان الجسيم في الأصل ، مما يعني أن R ستكون 0 ، أو أن خط الاتجاه يمر عبر الأصل ، فإن الزخم الزاوي سيكون 0.

 من المناقشة أعلاه ، تعلمنا أن الزخم الزاوي هو كمية متجهة. ومن قاعدة اللولب الأيمن ، يتم تحديد اتجاهه ليكون بزاوية قائمة على المستوى ،

 ومع ذلك ، نحتاج إلى ملاحظة أن الزخم الزاوي لجسيم أو نظام يرجع إلى الزخم الخطي للمكوِّن العرضي. هذا يعني أنه لا توجد مساهمة للمكون الشعاعي.

الجسيمات في الموضع P

المشاكل القائمة على الزخم

س: فكر في قطار لعبة كتلته 18 كجم يتحرك بسرعة 8 م / ث باتجاه الجنوب. ماذا سيكون زخم لعبة القطار؟ 

نعلم أن زخم الجسد سيكون: -

P = بالسيارات

حيث m تساوي 18 كجم و v تساوي 8 م / ث

لذا فإن زخم لعبة القطار سيكون

ف = 18 * 8

= 144 كجم.م / ث

س: يوجد قطاران متساويان الكتلة (2200 كجم) يتحركان بسرعة (72 كم / ساعة). يصطدم القطاران وجهاً لوجه في تصادم غير مرن تمامًا. الآن ، اكتشف مجموع المتجه لقوة الدفع لنظام قطارين بعد الاصطدام؟

الظرف المحدد هو مثال على تصادم غير مرن. 

في هذه الاصطدامات ، لن يتم الحفاظ على الطاقة الحركية (وهذا يعني أنه سيتم تحويلها إلى شكل آخر من أشكال الطاقة ، على سبيل المثال ، الطاقة الحرارية). ومع ذلك ، سيتم الحفاظ على الزخم في أي حالة ، سواء كانت مرنة تصادم أو غير مرن تصادم. وكما نوقش أعلاه ، فإن الزخم عبارة عن متجه مما يعني أن له اتجاه. نظرًا لأن القطارات كانت متساوية في الكتلة وتنتقل نحو بعضها البعض بنفس السرعة التي اصطدمت بها ، فإننا نعلم أن زخمها كان متساويًا في الحجم والاتجاه المعاكس. هذا يعني أن مجموع زخم المتجه قبل الاصطدام سيكون 0.

الكرة Q.1 كجم تتحرك بسرعة 4 م / ث. الآن ضربت الكرة بقوة معاكسة F. هذا يتسبب في تغيير سرعة الكرة إلى 12 م / ث. كانت الكرة على اتصال بضرب المضرب لمدة 0.02 ثانية. احسب التغير في زخم الكرة.

من الأرقام أعلاه ، نعلم أن ،

كتلة الكرة (م) = 1 كجم

Iالسرعة الأصلية (فو) = 4 م / ث

السرعة النهائية (vt) = -12 م / ث

الفاصل الزمني (ر) = 0.02 ثانية

الآن لحساب التغيير ، ستكون المعادلة المعطاة: -

∆p = m vt - m vo = m (vt - vo)

∆p = (1 كجم) (- 12 م / ث - 4 م / ث)

∆p = (1 كجم) (- 16)

Δع = 16 كجم م / ث

ريا باندي

أنا ريا باندي. لقد أكملت التخرج بعد التخرج في الفيزياء في عام 2021. أعمل حاليًا كخبير في مادة الفيزياء لطلاب Lambdageeks. أحاول أن أشرح موضوع الفيزياء الذي يسهل فهمه بطريقة بسيطة.

آخر المقالات

الرابط هل المضخة الحرارية غاز أم كهربائي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل المضخة الحرارية غازية أم كهربائية؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

المضخة الحرارية هي آلة تنقل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. دعونا نناقش ما إذا كانت المضخة الحرارية تعمل بالغاز أو الكهرباء. يتم توليد المضخة الحرارية بالكهرباء. إلى عن على...