17 مثال الزخم: البصيرة التفصيلية


يوضح مثال الزخم كمية الجسم التي تربط كتلته بالسرعة. يناقش المقال مع مثال الزخم المذكور أدناه:

اقرأ المزيد حول كيفية إيجاد صافي القوة من الزخم.

دفع الكائن

قوانين نيوتن اذكر ذلك تتغير سرعة الكائن عندما تعمل عليه قوة. عندما نستخدم قوة دفع لجسم ثابت على طول الأرض ، فإنه سيكون في حركة على طول اتجاه قوة الدفع. الكمية التي تربط بين كتلة الجسم وسرعته تسمى الزخم. 

ببساطة أقول ، عندما يكون الجسم في حالة حركة ، فإنه يحمل الزخم. تظل الكتلة متطابقة بعد قوة الدفع ، لكن سرعة الجسم تغير زخمه وتوفر تسارعه. 

مثال على الزخم
مثال على الزخم

رياضة

نسمع في التلفاز أن لاعبًا أو فريقًا يربح 'زخمفي العديد من الأماكن الرياضية. في لعبة الكريكيت ، إذا بدأ رجل المضرب في ضرب ستة وأربعة على كل كرة ، فسنقول إنهم يحصلون على قوة دفع لفريقه حيث أصبح من الصعب الآن إيقافه أو الخروج منه.

أمثلة الزخم في الرياضة
مثال الزخم في الرياضة
(ائتمان: شترستوك)

وبالمثل ، إذا بدأ لاعب الجولف في تصوير بعض اللقطات الرائعة ، يقول المعلق إنه يكتسب قوة دفع كبيرة. هذا يعني أن كل جسم أو شخص له كتلة كبيرة أو سرعة عالية يكتسب زخمًا كبيرًا يصعب إيقافه. 

رمي الكرة

عندما ترمي أي نوع من الكرة بسرعة على شخص ما ، يصعب عليهم الإمساك بها. ومن ثم ، فإن الكرة المسرعة قد تضربهم بقوة. إذا رميت كرة بكتلة صغيرة أو كرة خفيفة بنفس السرعة ، فمن الممكن أن يمسكها الشخص. وبالتالي، كلما زادت الكتلة ، زاد الزخم.

ولكن إذا قمنا برمي كرة خفيفة على الشخص بسرعة أكبر من كرة كبيرة ، فإنها تصطدم به بشدة أيضًا. هذا يعني أنه عندما نغير الكتلة أو السرعة ، تتغير كمية الزخم أيضًا.

المشي

أثناء المشي ، نطبق أ القوة العضلية على الأرض مع كل خطوة ، مما يسرع الجسم عن طريق تغيير الحركة. أثناء مناقشة سرعتنا وكتلتنا أثناء المشي ، اجتمعنا لنقول زخمنا.

بكلمات بسيطة ، الزخم (P) هو حاصل ضرب كتلتنا (م) وسرعتنا (ت). على سبيل المثال ، P = mv. يتم إدخال قوى مختلفة في كل خطوة أثناء المشي ، مما يغير سرعتنا وزخمنا باستمرار.  

اقرأ المزيد أثناء المشي.

إطلاق رصاصة

الرصاصة التي تطلق من البندقية هي مثال زخم كبير ، حتى لو كانت الرصاصة ذات كتلة صغيرة. عندما تكون الرصاصة داخل البندقية قبل إطلاقها ، يكون زخمها صفراً لأنها لا تتحرك. ولكن بمجرد إطلاقها من البندقية ، فإنها تتحرك بسرعة كبيرة بحيث يستحيل إيقافها.

مثال على الزخم لإطلاق رصاصة
مثال على الزخم لإطلاق رصاصة
(ائتمان: شترستوك)

تكتسب الرصاصة التي تم إطلاقها زخمًا هائلاً في الاتجاه الأمامي بسبب السرعة العالية التي تخترق الأجسام الأخرى ذات الكتلة. مثل الرصاصة ، تتغير سرعة البندقية عندما تتحرك للخلف قليلاً عند إطلاق الرصاصة. هذا يعني أنه يكتسب أيضًا زخمًا بعد إطلاق النار ولكن في اتجاه خلفي. وبالتالي، الزخم الكلي للمسدس الذي يطلق رصاصة هو صفر.  

إطلاق رصاصة هو مثال يعرض كمية الزخم التي يمكن أن تؤدي إلى التدمير من خلال دفع كائن ما إلى السفر بشكل أسرع. الرصاصة ليست خطرة ، لكن الرصاص المنتقل بسرعة عالية يمكن أن يسبب بعض الضرر. يتم رفع زخم الكائن وقدرته على إحداث الدمار من خلال التسبب في أن يكون الكائن إما أكبر أو أسرع.  

لذا ، فإن أي جسم يُعطى الزخم الدقيق كرصاصة إطلاق يمكن أن يحدث ضررًا مكافئًا أيضًا. 

الكاراتيه

هل تساءلت كيف يمكن لممارسة الكاراتيه أن تكسر عدة قوالب بقبضة واحدة؟ لماذا لا يفعلها الإنسان العادي؟ يعتقد معظم الناس أن السبب في ذلك هو أن خبراء الكاراتيه يقوون عظام أيديهم من خلال الممارسة المنتظمة أو ممارسة الرياضة على مر السنين. لكن في رأيي ، إنهم يمارسون أن يصبحوا أكثر رشاقة من الإنسان العادي.

مثال على الزخم
مثال الزخم للكاراتيه
(ائتمان: شترستوك)

لاحظ أنهم يمسكون الطوب بسرعة كبيرة لدرجة أنهم يحصلون على قوة دفع كافية لكسر الطوب مثل إطلاق رصاصة تخترق الأشياء الأخرى. ببساطة أقول ، يحتاجون إلى تطوير قوة دفع كافية لكسر عدة قوالب بقبضة واحدة. 

شاحنة ثقيلة

الشاحنة تحمل العديد من البضائع بكتلة كبيرة ، اكتساب زخم كبير حتى مع سرعة صغيرة. هذا هو سبب صعوبة توقف شاحنة ثقيلة بشكل غير متوقع. لذلك ، فإنه يسافر بسرعة أبطأ لتجنب الحوادث الكبيرة.

تتميز عربة الدفع الرباعي بكتلة صغيرة مقارنة بالشاحنة الثقيلة التي تكتسب زخمًا منخفضًا. ومن ثم ، فإن عربة بأربع عجلات تعمل بسرعة عالية يمكن أن تتوقف على الفور ، بما يتوافق مع شاحنة ثقيلة.

اقرأ المزيد عن العجلات الدوارة.

سقوط الصخور

لنفترض أن الصخور A و B لها كتل مميزة من 50 كجم و 90 كجم ، على التوالي تسقط على تل منحدر. أي صخرة ستصل إلى الأرض بسرعة أكبر؟ كتلة الصخور B أكبر من كتلة الصخر A. لذلك ، فإن احتكاك التي يوفرها سطح التل للصخرة B أقل بكثير من الصخرة A.

هذا هو السبب في أن الصخور المتساقطة B تراكمت زخمًا أكثر من الصخور A ووصلت بسرعة إلى الأرض. 

عدم الوزن

أي أجسام ، بما في ذلك رواد الفضاء ، تطفو داخل سفينة الفضاء بسبب عدم الوزن. في مثل هذه الحالة ، التسارع بسبب الجاذبية g يعتمد على الكتلة الكبيرة لسفينة الفضاء وليس على كتل صغيرة من رواد الفضاء أو الأجسام الأخرى. بسبب انعدام الوزن ، يمكن لرواد الفضاء دفع الجسم بسهولة داخل سفينة الفضاء.

مثال على الزخم لانعدام الوزن
مثال على الزخم لانعدام الوزن
(ائتمان: شترستوك)

ولكن على الرغم من أن الأجسام تطفو داخل سفينة الفضاء ، فليس من السهل تعديل سرعتها وزخمها بسبب كتلتها الصغيرة مقارنة بسفينة الفضاء. 

اقرأ المزيد عن تسريع الجاذبية.

لعب كرة القدم

ممارسة أي رياضة تنطوي على مثل هذه التحويلات الزخم. هذا يعني يمكن لأي كائن في الزخم أن يوفر الزخم لكائن آخر في حالة السكون. أثناء لعب كرة القدم ، عندما يركل اللاعب كرة القدم ، فإنه ينقل زخمها إلى كرة القدم في حالة راحة. حصل اللاعب الآخر على الزخم عندما أوقفوا كرة القدم. 

تقذف كرة القدم في الهواء عندما تكتسب قوة دفع من اللاعب الذي يركلها. نظرًا لركل الكرة بزاوية معينة ، فإنها تنحني عبر الهواء بسرعة معينة. بمجرد أن تدور الكرة لتقطع مسافة معينة في الهواء بعد الركل ، فإن قوة السحب الجوي يجعله يسقط نحو الأرض.

لذا ، مهما كان الزخم الذي يتلقاه لاعب آخر عندما يوقف كرة القدم في الهواء أو الأرض ، فقد يكون مميزًا أو أقل من الزخم الذي اكتسبته كرة القدم عند ركلها. 

الدفع الصاروخي

ربما لاحظنا الصعود قوة الثقه يعطي الزخم للصاروخ لإطلاقه في الفضاء. ولكن توجد غرفة غاز في الجزء الخلفي من الصخر تنتج غازات ساخنة من إحراق من وقود الصاروخ.

مثال على الزخم
مثال على الزخم لدفع الصخور
(ائتمان: شترستوك)

على الرغم من أن الغاز الساخن لا يحتوي على كتلة كبيرة ، إلا أن الصواريخ المقذوفة تكتسب سرعة ارتداد تمامًا مثل إطلاق رصاصة من بندقية وتعطي زخمًا للصاروخ في الاتجاه الهبوطي. لذلك ، فإن الزخم الكلي للصاروخ ووقوده قبل طرده صفرًا وبعد طرده يساوي صفرًا أيضًا بسبب الغاز الساخن وتسمى هذه الحالة "الحفاظ على الزخم.

اقرأ المزيد عن التغيير الجسدي.

عربة الثور

افترض أنك تقف على عربة ثور مشحمة جيدًا. نظرًا لأنك والعربة ثابتان ، فإن الإجمالي زخم العزلة النظام ، بما في ذلك أنت والعربة ، هو صفر. بمجرد أن تخطو للأمام على العربة ، تتحرك للخلف.

مثال على الزخم
مثال على الزخم لعربة الثور
(ائتمان: شترستوك)

تكتسب الزخم في الاتجاه الأمامي عندما تتقدم للأمام ، بينما تتلقى العربة نفس القدر من الزخم في الاتجاه الخلفي. هذا يعني الزخم الكلي قبل وبعد الخطوة هو صفر وفقًا للحفاظ على الزخم.

الجسيمات المشحونة

تنتج الجسيمات المشحونة التي تنتقل داخل الذرة قوى متساوية ومتقابلة. لذلك ، فإن مجموعة الجسيمات المشحونة لها زخم مساوٍ لمجموع متجه لزخم الجسيم الفردي. حتى زخم الجسيم يتغير ، يتم موازنته بالتغير في الزخم المتساوي والمعاكس لجسيم آخر.

هذا يعني ، حتى في حالة عدم وجود ملف صافي القوة، فإن الزخم الكلي لمجموعة الجسيمات المشحونة لا يتغير أبدًا وفقًا لقانون الحفاظ على الزخم. 

اقرأ المزيد عن القوة الصافية.

تسريع السيارة

لقد تعلمنا كيف يكتسب الجسم زخمًا عندما يكون في حالة سكون. بعد ذلك ، نناقش كيف يتغير زخم الكائن. مثال بسيط هو تسريع السيارة قيد التشغيل. يؤدي التسارع إلى تغيير السرعة ، مما يغير الزخم المكتسب بالفعل عند تطبيق أي قوة. 

هذا يعني القوة التي توفر الزخم لشيء ما في حالة سكون ؛ يغير أيضًا الزخم المكتسب بالفعل للكائن. 

لعب كرة الريشة

يتم تطبيق الفيزياء أثناء لعب كرة الريشة في الملعب ، مثل المعادلة الحركية والزخم. تبدأ اللعبة بالمعادلات الحركية حيث توجد سرعة ابتدائية vo والسرعة النهائية v وقدرة المكوك على قطع مسافة محددة x بعد التسارع a. يتم توفيره بواسطة معادلة الكينماتيكا ت = ت0 + في.

مثال على الزخم
مثال على الزخم للعب تنس الريشة (ائتمان: شترستوك)

ولكن عندما نضرب المكوك بالمضرب ، نغير الزخم المكتسب بالفعل. القوة التي تغير الزخم تسمىدفعة'، يشار إليه كـ ΔP (PP0).

اقرأ المزيد عن المعادلات الحركية.

لعب البيسبول

في نظام منعزل يظل الزخم الكلي كما هو حسب قانون الحفظ، على الرغم من أن بعض الزخم قد ينتقل من كائن إلى آخر. ولكن ماذا عن سيناريو ليس ملف نظام معزول؟ أثناء لعب البيسبول ، يتم ضغط الكرة إلى درجة معينة عندما يضربها الضارب.

مثال على الزخم
مثال الزخم للعب البيسبول (ائتمان: شترستوك)

ولكن بعد بضع أجزاء من الألف من الثانية ، تستعيد شكلها مرة أخرى. ينتج عن تناقض لعبة البيسبول وحركة الارتداد طاقة حرارية ، وهي الطريقة التي يفقد بها زخمها أو ينتقل إلى مكان آخر.

اقرأ المزيد عن Elastic Force.

الرقم المتزلج                                                                                                  

إنه مثال يُشار إلى الزخم الزاوي بواسطة L ، وهو ناتج عزم القصور الذاتي I بدلاً من الكتلة والسرعة الزاوية ω. يبدأ المتزلج الأول في تدوير الشرائح عن طريق سحب أذرعهم لزيادة السرعة الزاوية عن طريق تقليل لحظة من الجمود أو الجمود الدوراني.

مثال على الزخم
مثال على الزخم لمتزلج الشكل
(ائتمان: شترستوك)

ولكن لإيقاف الشرائح الدوارة ، يمد المتزلج الآن ذراعيه لزيادة لحظة القصور الذاتي عن طريق تقليل زاوي ● السرعة. 

اقرأ المزيد عن الحركة الزاوية.

رخام دائري حصاة

لنفترض أننا ضربنا حصاتين رخاميتين دائريتين لهما نفس الكتلة وبنفس السرعة. تصطدم كلتا الكارتين بنفس الزخم ، وبعد الاصطدام ، تعودان إلى موضع البداية بنفس السرعة الابتدائية. هذا الاصطدام أطلقنا عليه "تصادم مرن'، أين تعود الكائنات إلى موضعها الأصلي بعد حدوث تصادم.

لنفترض أننا ضربنا إحدى الرخام بسرعة أعلى من الأخرى ؛ تصطدم كلتا الكارتين بتصادمات مختلفة وتتحركان معًا بنفس السرعة. يُطلق على الاصطدام الذي تتغير فيه سرعة كائن ما ولا يستطيع العودة إلى موضعه الأصلي "تصادم غير مرن "


مانيش نايك

مرحبًا ، أنا مانيش نايك أكملت درجة الماجستير في الفيزياء مع إلكترونيات الحالة الصلبة كتخصص. لدي ثلاث سنوات من الخبرة في كتابة المقالات في مادة الفيزياء. الكتابة ، والتي تهدف إلى توفير المعلومات الدقيقة لجميع القراء ، من المبتدئين والخبراء. في أوقات فراغي ، أحب قضاء وقتي في الطبيعة أو زيارة الأماكن التاريخية. يشرفني أن أكون جزءًا من LambdaGeeks. نتطلع إلى ربطك عبر LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/ أيضًا ، من أجل دليل السفر إلى ماهاراشترا ومقالات الحفاظ على التراث ، قم بزيارة موقع الويب الخاص بي Wandering Maharashtra - https://wanderingmaharashtra.com / travel-blogs /

آخر المقالات