السعودية

عند تصادم كرتان لهما نفس الكتلة والسرعة فان


عند تصادم كرتان لهما نفس الكتلة والسرعة فان هو ما نجيبكم عنه في مقالنا التالي عبر مخزن وهي حالة تتعلق بالفيزياء وقوانينها التي سنتناولها في فقراتنا التالية وذلك لأنه يعد من الأسئلة التعليمية التي حين يقابلها الطالب يجد أنه في حاجة إلى التعرف على إجابتها النموذجية الصحيحة والحصول على الدرجة النهائية في الاختبار.

عند تصادم كرتان لهما نفس الكتلة والسرعة فان 

في علم الفيزياء يعرف التصادم بأنه ملامسة جسمين أو أكثر من ذلك لبعضهما البعض، والتصادم ينقسم إلى قسمين أولهما التصادم المرن، والآخر هو التصادم الغير مرن، وبالتصادم المرن يتساوى مجموع الزخم قبل التصادم فإنه يستاوى مع مجموع زخم الأجسام عقب التصادم، ذلك هو ما يطلق عليه (قانون حفظ الزخم).

وفيما يتعلق أيضاً بمجموع طاقة حركة الأجسام قبل التصادم فإنه يتساوى مع مجموع  طاقة حركة الأجسام عقب التصادم، وذلك هو قانون (حفظ طاقة الحركة)، وعلى سبيل المثال فإن في لعبة البلياردو يكون التصادم الحادث بين الكرات تصادم مرن وينطبق عليه القانونين السابق ذكرهما، حيث لا يوجد أياً من تلك الكرات مهشمة أو مكسورة.

ولكن في تصادم السيارات فإن السيارات تعاني من تهشم كبير وهو ما ينتج عن اصطدامها في سيارة أخرى أو حائط، فضلاً عما يصيب الركاب من إصابات، وذلك النوع هو التصادم الغير مرن، وبعد ما أوضحناه فإن الإجابة الصحيحة لسؤال تصادم كرتان لهما نفس السرعة والكتلة فإن (كمية تحرك الأجسام المتصادمة لا تختلف سواء قبل التصادم أو بعدها).

التصادم في الفيزياء

التصادم في علم الفيزياء هو ما يحدث من انتقال للزخم أو انتقال الطاقة الحركية من جسم إلى جسم آخر، ويرمز إلى الزخم بالرمز (p) وهو ما يعد ناتج كل من السرعة والكتلة (p = mv)، حيث إنه في الحالة التي تحشد بها شاحنة كبيرة عشرة آلاف كيلوجرامات، وتتحرك بسرعة عشرين مترًا بالثانية، حيث إن كليهما لديه ص يساوي عشرين ألف كيلوجرام لكل متر بالثانية.

في حين أن ما يمكن نقله من كمية أخرى بالتصادم هي الطاقة الحركية التي تعرف بأنها (K = (1/2) m v^2)، وتكون العلاقة بين الطاقة الحركية والكتلة علاقة خطية، وهو ما يدل على أن كتلة السيارة مضاعفة تمتلك طاقة حركية مضاعفة، وعلى ذلك فإن العلاقة بين السرعة والطاقة الحركية متسارعة ومتساوية، وهو ما يشير إلى أنه كلما ازدادت السرعة فإن الطاقة الحركية تزداد إلى حد بالغ.

تعريف التصادم المرن

بالتصادم المرن يتم الحفاظ على كل من الطاقة الحركية والزخم، وبه لا يتم فقد أياً من الطاقة تقريباً، نتيجة للتشوه أو الحرارة أو الصوت، فتتشوه أول كرة مطاطية ولكم فيما بعد ترتد إلى شكلها السابق سريعاً، وتنقل جميع الطاقة الحركية تقريباً إلى الكرة مرة أخرى.

إلى جانب ذلك فإن مصد السيارة يعمل بواسطة ذلك المبدأ للحلول دون وقع الضرر، باصطدام ذو سرعة منخفضة، وينقل الطاقة جميعها إلى الحركة مباشرةً، ولا تتحول أياً من الطاقة إلى ضوضاء أو حرارة أو تلف بجسم السيارة، مثلما هو الحال في التصادم الغير مرن.

وبالرغم من ذلك فإنه عادةً ما تصنع مصدات السيارات للانهيار، فإن كانت سرعة السيارة مرتفعة بما فيه الكفاية ولا يتم استخدام فوائد التصادم المرن، فإن التفسير لتلك الحالة أن الاصطدام في شيء ما بسرعة مرتفعة يفضل حينها السماح للطاقة الحركية أن تفتت المصدم بالتصادم الغير مرن، بدلاً من السماح باهتزاز المصد، حينما ترتد السيارة بالتصادم المرن، ومن أفضل أمثلة التصادم المرن تصادم الكرتان المطاطيتان.

التصادم غير المرن

التصادم الغير المرن (Inelastic collision) هو خلاف التصادم المرن والذي يعرف باعتباره التصادم الذي لا يتم به حفظ الطاقة الحركية نتيجة عمله بالاحتكاك الداخلي، ويحدث التصادم الغير مرن حين يتصادم اثنين من الأجسام دون أن يرتدان عن بعضهما، وبه يتم الحفاظ على الزخم، حيث إن الزخم الكلي للجسمين قبل أو بعد الاصطدام يكون مثلما هو دون تغير، وبالرغم من ذلك لا تحفظ الطاقة الحركية، وتتحول البعض منها إلى حرارة أو صوت أو تشوه بالأجسام.

ومن أمثلة التصادم الغير مرن تسادم السيارات عالي السرعة، حيث إن تم حساب زخك السيارات قبل عملية الاصطدام وتم جمعهما معاً فسوف يكون ذلك متساوياً مع الزخم عقب التصادم، حينما تكون السيارتين عالقتين، وبالرغم من ذلك فإن تم حساب الطاقة الحركية في كل من الحالتين السابقة للاصطدام واللاحقة له فإن الناتج أن البعض منها سوف يتحول إلى أشكال مختلفة من الطاقة

عند تصادم كرتان لهما نفس الكتلة والسرعة فان كمية تحرك الأجسام المتصادمة لا تختلف سواء قبل التصادم أو بعدها كانت تلك هي إجابة السؤال التعليمي الفيزيائي الذي تناولنا شرحه في مقالنا عبر مخزن، كما وأوضحنا المقصود بالتصادم في الفيزياء سواء التصادم المرن أو الغير مرن.

المراجع

1، 2