الزخم وقوة الدفع

ربما لاحظتم كيف أن تحريك شيء ثقيل يتطلب جهدا أكبر من تحريك شيء أخف.‬ أو إيقافه! بالمثل، فإن إيقاف شيء يتحرك سريعا أصعب من إيقاف شيء يتحرك بسرعة أبطأ. هذا المزيج من الكتلة والسرعة المتجهة له اسم وهو: زخم الحركة! كلما زادت السرعة المتجهة، زاد زخم الحركة، وأيضا كلما زادت الكتلة، زاد زخم الحركة. يكتب زخم الحركة كحرف p و وحدته هي كيلوجرام متر لكل ثانيه. زخم الحركة يساوي الكتلة ضرب السرعة المتجهة. زخم حركة كيم هو كتلتها ضرب سرعتها المتجهة. للسرعة المتجهة اتجاه. لذا فزخم الحركة لا بد أن يكون له اتجاه أيضا. زخم الحركة هو قوة متجهة. عندما يكون لكيم سرعة باتجاه اليسار، يكون اتجاه زخم حركتها لليسار أيضا. ماذا يحدث عندما يقوم فيليب بدفع كيم؟ يغير فيليب من زخم حركة كيم لأن السرعة المتجهة تغيرت، بما يكفي لتغيير الاتجاه أيضا في هذه الحالة. لننظر أيضا إلى الصيغة. لتغيير زخم الحركة علينا تغيير إما الكتلة، أو السرعة المتجهة. هنا، نغير السرعة المتجهة. تغير زخم الحركة هو p بعد ناقص p قبل… ..نكتبها كـ دلتا p. هذا هو نفسه الكتلة… …ضرب التغير في السرعة المتجهة… دلتا v. يستغرق التغير وقتا. ندخل الوقت المستغرق لتغيير السرعة المتجهة. دلتا t. التغير في السرعة عبر الزمن هو… التسارع. التغير في زخم الحركة عبر الزمن هو… الكتلة ضرب التسارع. لحظة… نحن نعرف ذلك! هذا يسمى القوة! لنتذكر قانون نيوتن الثاني: أن F تساوي m ضرب a إذا فمعدل تغير زخم الحركة يعطينا القوة. المثال السابق عن إبطاء شئ ما أوضح لنا ذلك. كلما زادت القوة التي يستخدمها فيليب، كلما أبطأت كيم بشكل أسرع. لنعد إلى فيليب وكيم. عندما يقوم فيليب بدفع كيم بقوة خلال زمن محدد، يتغير زخم حركتها. القوة ضرب الزمن يؤدي إلى تغير زخم الحركة. لنقارن… قوة صغيرة تؤثر على شئ ما لوقت طويل من الزمن… …تؤدي إلى نفس زخم الحركة الذي ينتج عن تأثير قوة كبيرة على نفس الشيء لوقت أقصر من الزمن. التغير في زخم الحركة له اسم وهو: الاندفاع! والاندفاع يساوي القوة ضرب الزمن. ما أهمية الاندفاع؟ أنظر! فيليب يلعب القفز العالي ويهبط على فراش اسفنجي. الفراش لين ويخفف من حدة السقوط بقوة صغيرة ولكن لزمن أطول. حاول القفز بدون الفراش. التغير في زخم الحركة هو نفسه. من هذه السرعة المتجهة إلى الصفر. الاندفاع بنفس قوة المثال السابق. لكن الإبطاء أسرع بكثير. لذا فالقوة أكبر بكثير في هذا المثال. مسكين يا فيليب. بعد أن عرفنا كل هذا، لنجري بعض الحساب! كرة قدم كتلتها 450 جرام وتمرر لجيني بسرعة متجهة قدرها 8 متر في الثانية… إلى اليمين. تركلها جيني بقوة كبيرة باتجاه المرمى في الإتجاه المعاكس. الإتصال بين قدم جيني والكرة يدوم لمدة 0.25 ثانية. السرعة المتجهة للكرة بعد ركلة جيني هي سالب خمسة عشر متر في الثانية. سالب خمسة عشر؟ بالضبط. الإتجاه. كان موجبها في هذا الاتجاه، لذا يجب أن يكون سالبا في ذاك الاتجاه. ما القوة التي ركلت بها جيني الكرة؟ أوقف الفيديو وحاول حلها بنفسك! زخم الحركة هو الكتلة ضرب السرعة المتجهة، والاندفاع هو تغير زخم الحركة، وهو القوة ضرب الزمن. زخم الحركة من قبل كان 0‪.‬45 ضرب 8. ثلاثة فاصل ستة. وأصبح زخم الحركة بعد ذلك 0‪.‬45 ضرب سالب خمسة عشر. سالب 6‪.‬75 لذا فالتغير يساوي سالب 10‪.‬35… كيلوجرام متر لكل ثانيه. نقسم على زمن الاندفاع. القوة هي سالب 41‪.‬4 كيلوجرام متر لكل ثانية - تربيع، وهي وحدة… نيوتن. نقرب الناتج لأقرب عدد صحيح فتصبح الإجابة، سالب 41 نيوتن. زخم الحركة هو الكتلة ضرب السرعة المتجهة. الاندفاع هو التغير في زخم الحركة، والذي يساوي القوة ضرب الزمن.