زخم الجسم هو مقياس لمدى، يحتوي الجسم العزم على كميات متجهة يتم من خلالها قياس حجمه واتجاهه. يساعد التعرف على كميات ناقلات الجسم في التنبؤ بحجمه واتجاهه بعد اصطدامه بجسم آخر. في الميكانيكا الكلاسيكية، يعبر الجسم العزم أيضًا عن المقدار الناتج من كتلة الجسم في السرعة.
ما معنى محرك الجسم؟
- الجواب إن زخم الجسم هو مقياس لمدى صعوبة توقف الجسم عن الحركة، لأن زخم الجسم يعبر عن حركة الجسم من خلال ناتج كتلته وسرعته.
- كلما زادت سرعة الجسم، زادت كمية البرق التي يصدرها، وهذا يتوافق مع سرعة الجسم وكتلته.
حفظ الزخم
- يعبر قانون حفظ الزخم عن تصادم جسدين وقياس زخم كل منهما.
- ينص القانون على أن حاصل ضرب الكتلتين وسرعات الجسمين (اللحظة) قبل الاصطدام تساوي حاصل ضرب الكتلتين وسرعات الجسمين بعد الاصطدام.
- بالنسبة للقوة المؤثرة على الجسمين بعد الاصطدام، فهما متساويان في الحجم، لكنهما يختلفان في الاتجاه F1 = -F2
- أما فترة القوة المؤثرة على الجسمين فهي ثابتة فيهما سواء كانت طويلة أو قصيرة. t1 = t2
- يتم التعبير عن القوتين المتساويتين في الحجم والمختلفين في الاتجاه والوقت فيهما بواسطة هذه المعادلة F1 * t1 = -F2 * t2
شروط الحفاظ على الزخم
في حالة أن النظام يعبر عن جسمين من مجالين، فإن الشروط هي التالية
- أن يتضمن النظام قوى مؤثرة داخلية وليست خارجية.
- أن النظام مغلق، مما يعني أن مقدار القوى الخارجية فيه يساوي صفرًا، وهو نظام لا يكتسب ولا يفقد الكتلة.
الحفاظ على الزخم الزاوي
- يتعامل هذا القانون مع الفيزياء والديناميكيات، ويسمى أيضًا “الحفاظ على الزخم الزاوي”.
- يشير هذا القانون إلى الحجم الثابت للحركة الدائرية للجسم الدوار، وهذا يشير إلى أنه في حالة وجود جسم دوار في المدار، لا يتغير حجم عزم الدوران.
- من الأمثلة البارزة على الزخم الزاوي مدار الأرض حول الشمس ومدار الذرة حول الإلكترونات.
- يتضمن قانون الحفاظ على الزخم الزاوي اللف، وهو الدوران الذي يشير إلى حركة الإلكترون الذي يدور حول نفسه.
- عندما يتم الجمع بين الزخم المداري والدوران، تكون النتيجة إنتاج “اقتران دوران مداري”.
- يتم تمثيل الزخم الزاوي للكتلة بالحرف L، والمسافة بين الجسم ومدارها بالحرف R وقيمة المتجه الذي يعبر عن الحركة الخطية للجسم بالحرف P.
كمية الحركة الخطية
- يعبر قانون حفظ الزخم الخطي عن ثبات اللحظة في غياب تأثير قوة خارجية على الجسم عندما يتحرك.
- مما سبق يتضح أنه في حالة عدم وجود قوة خارجية تؤثر على الجسم، فإنه يحتفظ بزخمه الخطي.
- أبرز الأمثلة التي تعبر عن الزخم الخطي هي نظام الكون داخل كوكب ما حيث يتم الحفاظ على الزخم الخطي بسبب عدم وجود قوة خارجية تؤثر عليه.
قوانين نيوتن للحركة
ترتبط قوانين نيوتن للحركة بحركة الجسم والقوة المؤثرة عليه، وتتضمن 3 قوانين، وهي كالتالي
قانون نيوتن الأول
- يشير القانون الأول إلى أنه إذا لم يتأثر الجسم بقوة خارجية، فإنه يتحرك في اتجاه مستقيم، وهذا يحدث في حالة الحركة بسرعة ثابتة أو في حالة عدم الحركة.
- يُعرف أيضًا باسم قانون القصور الذاتي، وقد اقتصر هذا القانون في البداية على حركة الجسم في اتجاه أفقي.
قانون نيوتن الثاني
- يعبر قانون نيوتن الثاني عن مدى تأثير القوة على حركة الجسم، لأنه يشير إلى أن فترة تغير لحظة الجسم تعادل اتجاه وحجم القوة المؤثرة عليه.
- يشير هذا القانون أيضًا إلى أنه لا توجد قوة تؤثر على الجسم إذا لم تزداد سرعته.
قانون نيوتن الثالث
يسمى هذا القانون قانون الفعل ورد الفعل، وهو يشير إلى التفاعل الذي يحدث بين جسمين وينتج عن قوتين متساويتين في الحجم واتجاه مختلف.