التصادمات الخطية

عربتين، على وشك أن تتصادما… نعرف أن لكل من العربتين زخم حركة p نحسبه بضرب الكتله في السرعة المتجهه. وهناك شئ آخر مهم. للعربتين أيضا طاقة بسبب حركتيهما، تختلف عن زخم حركتيهما. هذين شيئين مختلفين. طاقة الحركه - الطاقة الحركيه - تُحسب بالصيغة التاليه. الطاقه: E تساوي الكتلة: m' ضرب السرعة المتجهه: v مرفوعة لأس اثنين والكل تقسيم إثنين الحرف E له حرف منخفض صغير k يرمز للحركيه. هذا يوضح أننا نعني الطاقةالحركيه . وحدة الطاقة هي الجول. زخم الحركة والطاقة الحركية شيئين مختلفين، ولكن كل منهما مهم عند تصادم الأشياء. يكون زخم الحركة محفوظا عندما يتصادم شيئين. ماذا عن الطاقة الحركيه؟ هل تحفظ أيضا؟ هذا يختلف في الواقع لننظر إلى بعض الأمثله. هاتين عربتين متساويتين في الحجم والكتله. كل منهما تزن 0‪.‬5 كيلوحرام. أوه. ها هو التصاد. لنوقف الفيديو قبل حدوثه. أحد العربتين تتحرك بسرعة متجهة قدرها أربعه متر في الثانيه. وللطاقة الحركية، فلننطر إلى الصيغه. الكتلة 0‪.‬5 كيلوجرام ضرب السرعة المتجهه: أربعه متر في الثانيه… تربيع… والكل تقسيم إثنان هذا يساوي أربعه جول. هذه هي الطاقة الحركية للعربة في اليسار. العربة في اليمين لا تتحرك، لذا ليس لها طاقة حركية أي صفر. لنشغل الفيلم مجددا. تتصادم العربتان… أترى؟ أحد العربتين تتوقف تماما، وتنطلق الأخرى بسرعة أربعه متر في الثانيه. ما هي طاقتها الحركية الآن العربة في اليسار طاقتها الحركية تساوي صفر والعربة في اليمين تتحرك بسرعة أربعه متر في الثانية. لديها طاقة حركية مقدارها أربعه جول. حسبنا ذلك للتو. في هذا التصادم الطاقة الحركية هي نفسها - أربعه جول - قبلو بعد التصادم. يسمى هذا بالتصادمالمرن. لنقوم بتجربة أخرى. العربة في اليمين بدلت بواحدة أصغر قليلا كتلتها 0‪.‬4 كيلوجرام. وها هي العربة الكبيرة قادمة بسرعة أربعه متر في الثانيه. لقد سبق وحسبنا، مما يعنى أن هذا يساوي طاقة حركية مقدارها أربعه جول. تتصادمان… أوه، العربتان الآن تتحركان في نفس الإتجاه تتحرك الكبيرة بسرعة اثنان متر في الثانيه، والصغيرة أسرع قليلا، 2‪.‬5 متر في الثانيه. ما هو إجمالي الطاقة الحركيه؟ بالنسبة للعربة الكبيرة الطاقة الحركيةهى: 0.5 ضرب إثنان تربيع...والكل تقسيم إثنان وللعربة الصغيرة الطاقة الحركية هى: 0.4 ضرب 2‪.‬5 تربيع...والكل تقسيم إثنان هذا يساوي 1 زائد 1‪.‬25 جول وهو إجمالي الطاقة الحركية للعربتين… والتي يمكن تقريبها إلى 2‪.‬3 جول. هذا يعني أن الطاقة الحركية تكون أصغر بكثير بعدالتصادم مما هي قبله. الطاقة الحركية كانت مسبقا أربعه جول. مقدار معين من الطاقة الحركيه قد فقد! يسمى هذا بالتصادمغير المرن. أين ذهبت الطاقه؟ لقد تحولت... ربما إلى حرارة أو صو. نسمع صوتا عندما تتصادم العربات معا. وإذا تغير شكل الأشياء أثناء التصادم، فهذا يستهلك طاقة أيضا. لكن ما هذا؟ إنهما عربتا نصف الكيلو مجددا. لكن هناك شيء مختلف… آه، قطع مغناطيسيه! ستلتصق العربتان عند تصادمهما. ماذا سيحدث إذا؟ لنرى. تقترب العربة اليسرى بسرعة أربعه متر في الثانيه. تتصادمان… نعم، كما توقعنا، تلتصقان ببعضهما، وتعملان الآن معا كشيء واحد... ...حيث يتحرك بسرعة اثنان متر في الثانيه نصف السرعة التي تحركت بها العربة اليسرى قبل التصادم. إذا حسبنا الطاقة الحركية للعربتين مجتمعة ستكون…إثنان جول. بما أن الطاقة الحركية انخفضت من أربعه جول إلى إثنان جول فهو تصادم iغير مرن . ولكن عندما تلتصق الأشياء ببعضها... بعد التصادم، فهذا يسمى... بالتصادم غير المرن التام. هل هناك أمثلة أخرى للتصادم غير المرن التام؟ أوه، نعم. تصادم نيزك مع القمر بحيث يصبح جزءا منه. هذا تصادم غير مرن تام. رصاصة بندقية تنغرس وتبقى في هدف خشبي: تصادم غير مرن تام. لذا لدينا ثلاث مبادئ مهمة عندما يتعلق الأمر بالتصادم. التصادم المرن، هو عندما تكون الطاقة الحركية محفوظه. Iالتصادم غير المرن، هو عندما تنخفض الطاقة الحركيه. ثم هناك ذلك النوع الخاص من التصادم غير المرن: عندما يلتصق شيئين معا بعد تصادمهم. وهو التصادم غير المرن التام.