شرح قانون نيوتن الثاني للحركة
مفهوم كمية الحركة 'Momentum'
هل تستطيع أن تحرك مركبك الشراعي إذا نفخت في الشراع؟
قبل أن تتسرع في الإجابة ينبغي أن نعرف ما هو
المقصود بكمية الحركة
- كمية الحركة ' أو التحرك' هي حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته.
و لتوضيح الصورة فإن كمية تحرك شاحنة نقل أكبر من كمية تحرك سيارة صغيرة تسير بنفس السرعة؛ و ذلك لأن كتلة الشاحنة أكبر من كتلة السيارة.
يمكننا التعبير عن ذلك رياضيا حسب المعادلة:
P=m.v
حيث P هي كمية الحركة'Momentum
m هي كتلة الجسم Mass
v هي سرعة ذلك الجسم Velocity
لذلك فإن وحدات قياس كمية الحركة في النظام الدولي SI هي kg.m/s
الفرق بين الكتلة و الوزن:
الكتلة هي مقدار المادة التي يحتويها الجسم. و تقاس بوحدة الكيلو جرام.
الوزن هو قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم. و يقاس الوزن بنفس وحدة قياس القوة ، و هي النيوتن.
مثال توضيحي1:
سيارة ساكنة كتلتها 500kg إذا كمية الحركة =m.v
اي انها تساوي 500× صفر = صفر
أما إذا كانت هذه السيارة تتحرك بسرعة 5 m/s فإن كمية التحرك في هذه الحالة=
500×5= 25000 kg.m/s
قانون بقاء كمية الحركة:
ينص على
"مجموع كمية الحركة لجسمين قبل التصادم يساوي مجموع كمية الحركة بعد التصادم"
- مثال توضيحي 2
لنفترض كرة بلياردو ساكنة كتلتها 100 gm اصطدمت بها كرة مساوية لها في الكتلة و تتحرك بسرعة 10 m/s.فسكنت الأخيرة و تحركت الاولى احسب سرعتها. بفرض أن التصادم مرن
الحل
نطبق قانون بقاء كمية التحرك
m1.v1+m2.v2=m1.V+m2.V2
حيث v هي السرعة قبل التصادم و V هي السرعة بعد التصادم
بالتعويض
0.1×0+0.1×10=0.1×V+0.1×0
نصل إلى أن V =10 m/s كما هو متوقع
- ملحوظة :
تم تحويل الكتلة من وحدة جرام إلى كيلو جرام .حيث 100 جرام =0.10كيلو جرام
معنى أن التصادم مرن ..اي لا يحدث فقد في الطاقة...أما إذا كان التصادم غير مرن فإن ذلك يكون مصحوبا بارتفاع درجة الحرارة أو حدوث تشوهات...كما يحدث في حوادث السيارات!
نلاحظ أن عند تفاعل جسمين أو أكثر ، بأن يمارس الواحد على الاخر قوة لفترة من الزمن، فإن كمية تحرك أحد هذه الأجسام يمكن أن ينتقل الى الجسم الاخر. لذلك انتقلت كمية تحرك كرة البلياردو إلى الكرة الاخرى بعد التصادم فسكنت الاولى و تحركت الأخيرة و لكن ظل المجموع الكلي لكمية التحرك الكلية ثابتا قبل و بعد التصادم.
اننا هنا نشعر بعدم القابلية للتغير في الطبيعة..بمعنى أننا إذا قمنا بقياس كمية التحرك الخاصة بمجموعة من الأجسام قبل و بعد تفاعل هذه الأجسام معا، فإن التغير في كمية التحرك ينبغي أن يساوي صفر..
أما إذا لم يساوي صفرا، فتعرف من هذا أن المجموعة قد تغيرت، أما بإضافة أو نزع جسم منها.
ليست هناك تعليقات: