المحتوى
من تأرجح البندول إلى كرة تدحرج في أسفل التل ، يُعتبر الزخم وسيلة مفيدة لحساب الخواص الفيزيائية للأشياء. يمكنك حساب الزخم لكل كائن في الحركة مع كتلة محددة. بغض النظر عما إذا كان كوكبه في مداره حول الشمس أو الإلكترونات تصطدم مع بعضها البعض بسرعات عالية ، فإن الزخم هو دائمًا نتاج كتلة وسرعة الجسم.
حساب الزخم
يمكنك حساب الزخم باستخدام المعادلة
ع = م تحيث الزخم ص يقاس بالكيلوغرام م / ث ، الكتلة م بالكيلوغرام والسرعة الخامس في م / ث. هذه المعادلة للزخم في الفيزياء تخبرك أن الزخم هو ناقل يشير في اتجاه سرعة الجسم. كلما زادت كتلة أو سرعة كائن ما في الحركة ، زاد الزخم ، وستنطبق الصيغة على جميع قياسات وأحجام الكائنات.
إذا كان الإلكترون (مع كتلة 9.1 × 10 −31 كجم) كان يتحرك في 2.18 × 106 م / ث ، الزخم هو نتاج هاتين القيمتين. يمكنك مضاعفة الكتلة 9.1 × 10 −31 كجم والسرعة 2.18 × 106 م / ث للحصول على الزخم 1.98 × 10 −24 كجم م / ث. هذا يصف زخم الإلكترون في نموذج بوهر لذرة الهيدروجين.
التغيير في الزخم
يمكنك أيضًا استخدام هذه الصيغة لحساب التغير في الزخم. التغيير في الزخم Δp ("delta p") يعطى بالفرق بين الزخم عند نقطة ما والزخم عند نقطة أخرى. يمكنك كتابة هذا باسم =p = م1الخامس1 - م2الخامس2 للكتلة والسرعة عند النقطة 1 والكتلة والسرعة عند النقطة 2 (يشار إليها بالمشتركين).
يمكنك كتابة معادلات لوصف كائنين أو أكثر يتصادمان مع بعضهما البعض لتحديد كيفية تأثير التغير في الزخم على كتلة أو سرعة الكائنات.
الحفاظ على الزخم
وبنفس الطريقة تقريبًا ، فإن ضرب الكرات في البركة ضد بعضها البعض ينقل الطاقة من كرة إلى أخرى ، والأشياء التي تصطدم مع زخم نقل آخر. وفقًا لقانون الحفاظ على الزخم ، يتم الحفاظ على الزخم الكلي للنظام.
يمكنك إنشاء صيغة زخم كاملة كمجموع الزخم للكائنات قبل التصادم ، وتعيين هذا على أنه يساوي الزخم الكلي للعناصر بعد الاصطدام. يمكن استخدام هذا النهج لحل معظم المشكلات في الفيزياء التي تنطوي على تصادمات.
حفظ الزخم مثال
عند التعامل مع الحفاظ على مشاكل الزخم ، عليك مراعاة الحالات الأولية والنهائية لكل كائن من الكائنات في النظام. تصف الحالة الأولية حالات الكائنات قبل حدوث التصادم والحالة النهائية بعد التصادم مباشرة.
إذا كانت السيارة 1500 كجم (A) مع الحركة في 30 م / ث في +إكس اصطدم الاتجاه بسيارة أخرى (ب) بكتلة 1500 كجم ، متحركًا 20 م / ث في -إكس الاتجاه ، الذي يجمع بشكل أساسي على التأثير والاستمرار في التحرك بعد ذلك كما لو كانوا كتلة واحدة ، ماذا ستكون سرعتهم بعد الاصطدام؟
باستخدام الحفاظ على الزخم ، يمكنك ضبط الزخم الكلي الأولي والنهائي للاصطدام مساوٍ لبعضهما البعض صمنظمة الشفافية الدولية = صتيF _or _pأ + صب = صفريق العمل للحصول على زخم السيارة A ، صأ وزخم السيارة B ، صب. أو بالكامل ، مع ممشترك مثل الكتلة الكلية للسيارات المدمجة بعد الاصطدام:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {comb} v_fأين الخامسF هي السرعة النهائية للسيارات المدمجة ، وتقف الاشتراكات "i" على السرعات الأولية. يمكنك استخدام −20 م / ث من أجل السرعة الأولية للسيارة ب لأنها تتحرك فيإكس اتجاه. تقسيم من خلال ممشترك (وعكس الوضوح):
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {combination}}وأخيرا ، استبدال القيم المعروفة ، مشيرا إلى ذلك ممشترك هو ببساطة مأ + مب، يعطي:
تبدأ {محاذاة} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = frac {45000 {kg m / s} - 30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} end {محاذاة}لاحظ أنه على الرغم من الكتل المتساوية ، فإن حقيقة أن السيارة A كانت تتحرك بشكل أسرع من السيارة B تعني أن الكتلة المدمجة بعد التصادم تستمر في التحرك في +إكس اتجاه.