البحث يهدف إلى دراسة الحفاظ على الزخم والدفع، والتركيز على القوة التي تؤدي إلى تحريك الأشياء. يتم تعريف الكتلة والقوة لكل جسم، وكيفية قدرتها على تحريكه. سيتم في هذا البحث استكشاف مفهومي قوة الزخم والدفع وسبل حفظهما، وتأثيرهما في مجال الفيزياء وتطبيقاتهما العديدة. بالفعل، يستخدم حفظ الزخم والدفع في مجالات متعددة.
مقدمة عن بحث عن حفظ الزخم والدفع
القوة هي العامل الخارجي أو التصرف الذي يؤدي إلى حركة الجسم، حيث يتغير حالة الجسم أو شكله بفعل هذه القوة. يمكن أن يؤثر الزخم والدفع أيضا على حركة الجسم، فبدلا من أن يكون ساكنا يتحرك. تؤثر قوة الدفع والزخم على حالة الأجسام لأنها تعد قوى خارجية تؤثر على الجسم. وإذا كانت الكرة ساكنة وتحركت، فقد تغير اتجاهها.
شاهد أيضًا: بحث عن قوانين نيوتن وأهم إنجازاته مختصر
قوة الزخم والدفع
- تغير الزخم والدفع قد يؤدي إلى تغيير اتجاه الجسم وتأثيره في قوة حركته، حيث تعتبر القوة واحدة من كميات الفيزياء وتعبر عن القوة المتعلقة بالدفع والزخم عن طريق كميتها واتجاهها.
- وبعض الكميات الفيزيائية القياسية يتم تعبيرها بالمقدار فقط، حيث لا يحتاج إلى اتجاه ولا يمكن قياس اتجاهها، أما في الدفع والزخم، فيجب أن يكون هناك اتجاه، وهو عنصر أساسي في الحركة.
- وفرضنا أن هناك جسمين متواجدين، ويوجد هواء يفصل بينهما وتم دفع أحدهما نحو اليسار والآخر نحو اليمين، سيتم الحفاظ على الزخم، وكان الزخم الإجمالي قبل التفاعل يساوي الصفر، وبالتالي فإن الزخم الإجمالي يعتبر صفرا.
شرح مفهوم الزخم والدفع
- بالنسبة للكائن الذي يتحرك إلى اليسار، يمكننا القول إن له زخما سلبيا، أما الكائن الذي يتحرك إلى اليمين، فيمكننا القول إنه لديه زخم إيجابي، وهنا يظهر أهمية الاتجاه في سياق الزخم.
- وهنا نستنتج أن العظمة المتساوية والعكسية في نفس الوقت، حيث يتجه كل منهما في اتجاه معاكس، وعند جمعهما معا لحساب الزخم، نكتشف أن الزخم الكلي يتم إلغاء كل منهما الآخر.
- وبهذه الطريقة يمكن للجسم أن يتحرك في اتجاه معاكس ويكون الزخم الإجمالي هو الصفر، لأن كل منهم يتحرك في اتجاه مخالف للآخر، وعلى سبيل المثال قد يكون هناك كائن يتحرك إلى اليسار والآخر يتحرك إلى اليمين ثم يتحرك واحد منهم إلى اليسار.
- بعد ذلك، سيكون للجسم الثاني المتحرك لليمين قوة دفع نهائية تبلغ 6 كجم/م ث، وتكون قوة الجسم الأول متساوية وعكسية لها وتبلغ -6 كجم-م/ث.
كيف يتم قياس الزخم؟
- يتم قياس الزخم بناء على حركته واتجاهه، إذا تحرك جسم في اتجاه واحد وتحرك جسم آخر في الاتجاه المعاكس، فإن الزخم يكون معدوما، وفي اللحظة الأخيرة، تكون درجة الزخم متساوية ومعاكسة على الرغم من أن السرعة النهائية قد لا تكون متساوية ومعاكسة.
- لتكون السرعة النهائية متساوية ومعاكسة، يجب أن تكون الكتلة متساوية، وفي هذه الحالة يمكننا أن نقول إنها حالة خاصة، أما في العام، فإن الكائن ذو الكتلة الأكبر يتحرك ببطء بعيدا عن الكائن ذو الكتلة الأقل.
- لذلك يعتبر الزخم النهائي للعنصر الأول سالبا، ويمكن حساب الزخم النهائي بضرب كتلة كبيرة بسرعة قليلة، وسيكون الزخم النهائي للعنصر الثاني موجبا ويتم حسابه بضرب كتلة صغيرة بسرعة كبيرة.
شاهد أيضًا: بحث عن المتجهات في المستوى الاحداثي
ما هو معنى الزخم؟
- يتحدث الكثير من الناس عن معنى الزخم ويمكن أن يحسبوا مقياسه ومقداره طوال الوقت، ولكنهم لا يعرفون ما هو، ومعرفة ما تعنيه هذه الكلمة يتطلب معرفة مبدأ الحفاظ على الزخم؟
- يجب أن نعرف ما يجب القيام به عند حدوث تصادم بين الأشياء، ويشار إلى أن الزخم هو شيء مؤثر، حيث يطلق مصطلح الزخم على ما يعتبر فعليا مؤثرا، وبالتالي فإن الزخم هو كمية حركة الجسم المتحرك.
- كلما زادت حركة الجسم قوة، زادت صعوبة إيقاف هذه الحركة أو التحكم فيها، ويمكننا أن نقول أن الزخم يشبه الفريق الرياضي، وهذا يعني أن الفريق يتقدم وتجد الفرق الأخرى صعوبة في إيقاف فوز هذا الفريق.
الزخم في لعبة البيسبول
- الزخم في لعبة البيسبول يعبر عن حركة الجسم أو الكرة، حيث نقوم في لعبة البيسبول برمي الكرة في خط مستقيم في الهواء والزخم يمنعك من التحكم فيها، الزخم يعني أن تدفع الكرة بيدك نحوك ولكن حركتها أقوى.
- كلما زادت قوتك في دفع يدك أثناء الصيد، ستتحرك الكرة بزخم نحوك. تخيل أن هناك كرتين بيسبول يتم إلقاؤهما، واحدة تتحرك بسرعة 50 ميلا في الساعة والأخرى بسرعة 150 ميلا في الساعة. إذا ضربت الكرة بسرعة 150 ميلا في الساعة، فقد يتجه القدمان إليك، مما يتطلب منك بذل مزيد من الجهد لإيقاف الكرة.
- تخيل أن الكرتين تم رميهما بسرعة 50 ميل في الساعة، واحدة هي البيسبول والأخرى هي كرة البولينج، إذا توقفت الكرتين واستمرت في الجري بعد الضرب، فإنهما يسيران بنفس السرعة، ولكن كرة البولينج أكثر صعوبة لأنها لديها كتلة أكبر.
الحفاظ على مبادئ الزخم
- هناك مبدأ خاص يتعلق بالحفاظ على الزخم، حيث يعتبر الزخم في هذا المبدأ نظاما منفصلا، يتمثل في وجود جسمين يتصادمان بنفس الزخم المشترك ويكونان متساويين في الحركة قبل التصادم وبعده.
- بمعنى آخر، لا يتم تدمير الحركة خلال التصادم ولا يحدث أي تغيير في الزخم خلال التصادم، ولكن يتم نقلها إلى نظام منفصل، أي أن الزخم دائما يحافظ على قيمته كما هو في التصادم، وفي المثال الذي ذكرناه، نقل الزخم من الكرة إلى اليد يعد نقلا للزخم.
- نقل الزخم يعتمد على طبيعة ونوع التصادم بين جسمين، حيث يوجد ثلاثة أنواع عامة للتصادم: التصادم المرن، والتصادم غير المرن تماما، والتصادم غير المرن جزئيا.
مفهوم الدفع في الأجسام المتحركة
- تصنف مفهوم الدفع استنادا إلى الظاهرة الفيزيائية التي نشرحها، حيث يمكن تغيير كمية الحركة لأي جسم بسبب مساوات السرعة والكتلة، وبالتالي يتغير الدفع بناء على كتلة الجسم أو تغير سرعته.
- بناء على اكتشاف العلماء، تأثير الزمن يؤثر في قياس القوة، حيث وجدوا أن الحركة تتناسب مع التغير في الزمن والتغير في القوة، واتفق العلماء على تسمية حاصل ضرب القوة المؤثرة في الجسم بمصطلح الدفع.
- الدفع هو القوة المقاسة بوحدة النيوتن في المتر، ووفقا لقانون نيوتن الثالث، كل فعل له رد فعل يكون متساويا له في المقدار ومعاكسا في الاتجاه، وبالتالي، يعتمد الدفع على الاتجاه والمقدار.
شاهد أيضًا: بحث عن مصادر الطاقة
خاتمة عن بحث عن حفظ الزخم والدفع
سبق لنا أن أجرينا بحثا حول الحفاظ على زخم الحركة ومفهوم الدفع في الأجسام المتحركة، حيث تعرفنا على شرح مفهوم الزخم والدفع وقدمنا أمثلة على كل منهما وشرحنا كيفية تطبيقهما، وقدمنا تفسيرا لهذه الظاهرة الفيزيائية والتطبيقات المرتبطة بها.
