حاسبة تغير الزخم

مفهوم الزخم أساسي في الفيزياء، خاصة عند مناقشة حفظ الزخم في الأنظمة المعزولة. الزخم، وهو كمية متجهة، يمثل مقدار حركة الجسم ويرتبط بشكل مباشر بكل من كتلة الجسم وسرعته.

الخلفية التاريخية

تطور مبدأ الزخم، وخاصة حفظه، من خلال أعمال علماء مثل إسحاق نيوتن. ينص قانون نيوتن الثاني للحركة، الذي ينص على أن القوة المؤثرة على جسم تساوي معدل تغير زخمه، على الأساس لفهم كيفية حفظ الزخم داخل الأنظمة.

صيغة تغير الزخم

يُعطى تغير الزخم (dp) لجسم بالصيغة:

\[ dp = (V_f - V_i) \cdot m \]

حيث:

• dp هو تغير الزخم (m/s⋅kg)،
• Vi هي السرعة الأولية (m/s)،
• Vf هي السرعة النهائية (m/s)،
• m هي كتلة الجسم (kg).

مثال على الحساب

بالنسبة لجسم بسرعة أولية 2 م/ث، وسرعة نهائية 5 م/ث، وكتلة 3 كجم، يُحسب تغير الزخم على النحو التالي:

\[ dp = (5 - 2) \cdot 3 = 9 \, m/s\cdot kg \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

إن فهم تغير الزخم أمر بالغ الأهمية لتحليل التصادمات والانفجارات، وغيرها من السيناريوهات التي تتسبب فيها القوى في تغييرات في حركة الجسم. كما أنه ضروري لفهم آليات السلامة، مثل الوسائد الهوائية في المركبات، المصممة لتقليل قوى الصدمة من خلال تغير الزخم.

الأسئلة الشائعة

1. ماذا يشير تغير الزخم؟

   • يشير تغير الزخم إلى تغير في سرعة الجسم أو كتلته، وهو ما يرتبط مباشرة بالقوى المطبقة على الجسم.

2. كيف يُطبق حفظ الزخم في التصادمات؟

   • في التصادمات، يكون إجمالي الزخم قبل التصادم مساويًا لإجمالي الزخم بعد التصادم، بافتراض عدم وجود قوى خارجية تؤثر على النظام.

3. هل يمكن أن يكون تغير الزخم سالبًا؟

   • نعم، يمكن أن يكون تغير الزخم سالبًا إذا كانت السرعة النهائية أقل من السرعة الأولية، مما يشير إلى انخفاض في اتجاه الحركة.

توفر هذه الآلة الحاسبة طريقة مباشرة لتحديد تغير الزخم، مما يجعلها أداة مفيدة للطلاب والمعلمين والمهنيين العاملين في الفيزياء والهندسة.