الفيزياء فصل أول

                                                                   مراجعة الدرس

 

 1 . الفكرة الرئيسة: ما نوعا التصادُم بحسب حفظ الطاقة الحركية؟ وما الفرق بينهما؟

 نوعا التصادم: تصادم مرن وتصادم غير مرن.

 الفرق بينهما : في التصادم المرن تكون الطاقة الحركية محفوظة للأجسام المتصادمة،والأجسام

     لا تلتحم بعد التصادم . أما في التصادم  غير المرن لا تكون الطاقة الحركية محفوظة للأجسام 

     المتصادمة، وقد تلتحم الأجسام معا بعد التصادم حيث يسمى عندها تصادم عديم المرونة.

 

 2. أُفسّر: عندما تتصادم سيارتان فإنهما عادةً لا تلتحمان معًا؛ فهل يعني ذلك أنّ تصادُمَهما مرنٌ؟ أوضح إجابتي.

  لا، التصادم غير مرن؛ إذ يضيع جزء من الطاقة الحركية الكلية في تهشيم هيكل السيارتين مثلا، ويبدد جزء بسيط

  من الطاقة  على

 شكل طاقة صوتية، إضافة إلى أشكال أخرى من الطاقة. 

 

  3. . أُحلّل وأستنتج: تصادَم جسمان تصادُمًا مرنًا. أُجيب عمّا يأتي:

  أ . هل مقدارُ الزخَم الخطيِّ لكلّ جسمٍ قبل التصادُم يساوي مقدارَ زخَمه الخطيّ بعد التصادُم؟ أُفسّر إجابتي.

                 الزخم الخطي للنظام المكون من الجسمين يكون محفوظًا،  لكنه ليس محفوظ لكل جسم على حدة.

   ب. هل مقدارُ الطاقة الحركية لكلّ جسمٍ قبل التصادُم يساوي مقدار طاقته الحركية بعد التصادُم؟ أُفسّر  إجابتي 

              التصادم مرن، لذا فإن الطاقة الحركية للنظام المكوّن من الجسمين تكون محفوظة،  لكنها ليست محفوظة

             لكل جسم على حدة.

 

 4- أستخدم المتغيرات: كرةُ صلصالٍ كتلتها (2kg) تتحرك شرقًا بسرعةٍ ثابتةٍ، وتصطدم بكرة صلصالٍ أُخرى ساكنة،

   فتلتحمان معا وتتحركان شرقًا بسرعة يساوي مقدارُها رُبعَ مقدار السرعة الابتدائية للكرة الأولى. أحسبُ مقدار

 كتلة الكرة الثانية.

    نفترض الكرة الأولى (A) والكرة الثانية (B)، وبما أن الجسمين التحاما بعد التصادم ، فالتصادم عديم المرونة،

  ونطبق قانون حفظ الزخم الخطي مع  مراعاة أن:   $\left(v_{\mathrm{f}} = \frac{1}{4} v_{\mathrm{Ai}}\right)$:

                              $$\begin{gathered} \sum p_{\mathrm{i}} =\sum p_{\mathrm{f}} \\ {m}_{\mathrm{A}} v_{\mathrm{Ai}} +m_{\mathrm{B}} v_{\mathrm{Bi}} =\left(m_{\mathrm{A}} +m_{\mathrm{B}}\right) v_{\mathrm{f}} \\ 2\times v_{\mathrm{Ai}} +0 = \left(2+m_{\mathrm{B}} \right)v_{\mathrm{f}} \\ 2\times v_{\mathrm{Ai}} =\left(2+m_{\mathrm{B}} \right) \times \frac{1}{4} v_{\mathrm{Ai}} \\ 2= \left(2+m_{\mathrm{B}} \right) \times \frac{1}{4} \Rightarrow 8= (2+m_{\mathrm{B}} ) \Rightarrow m_{\mathrm{B}} = 6 kg \end{gathered}$$

 5. أُحلّل وأستنتج: كرتا بلياردو (A و B) لهما الكتلة نفسها وتتحركان في الاتّجاه نفسه في خط مستقيم،

    كما هو موضّحٌ  في الشكل  المرافق  قبل التصادُم، مقدار سرعة الكرة (A) يزيد بمقدار ( 1.2m/s) عن

     مقدار سرعة الكرة (B).وبعد التصادُم  مقدار سرعة الكرة (A) يساوي مقدار  سرعة الكرة (B) قبل التصادُم،

     ومقدار سرعة الكرة (B) يزيد بمقدار ( 1.2m/s ) عن مقدار سرعة الكرة (A). هل التصادُم مرن أم غير مرن؟

     أوضّح إجابتي.

                        

         

لمعرفة  نوع التصادم نحسب التغير في الطاقة الحركية للنظام المكون من الكرتين: 

                  $$\begin{gathered} ∆KE= K{E}_{\mathrm{f}} -K{E}_{\mathrm{i}} \\ = \left[\frac{1}{2} m_{\mathrm{A}} v_{\mathrm{Af}}^2 + \frac{1}{2} m_{\mathrm{B}} v_{\mathrm{Bf}}^2 \right] -\left[\frac{1}{2} m_{\mathrm{A}} {\mathrm{v}}_{\mathrm{Ai}}^2 + \frac{1}{2} m_{\mathrm{B}} v_{\mathrm{Bi}}^2 \right] \\ = \left[\frac{1}{2} m v^2 + \frac{1}{2} m {(v+1.2)}^2\right] -\left[\frac{1}{2} m {(v+1.2)}^2+ \frac{1}{2} m v^2\right] \\ = \frac{1}{2} m v^2 + \frac{1}{2} m {(v+1.2)}^2 - \frac{1}{2} m {(v+1.2)}^2- \frac{1}{2} m v^{2 }=0 \end{gathered}$$

                 بما أن  $\left(∆KE=0\right)$، إذا التصادم مرن . 

 

  6 . أُصدر حُكمًا: تتحرك شاحنة غربًا بسرعةٍ ثابتة؛ فتصطدم تصادمًا عديم المرونة مع سيارةٍ صغيرةٍ

    تتحرّكُ شرقًا بمقدار سرعة  الشاحنة نفسه. أُجيب عمّا يأتي:

              أ . أيّهما يكون مقدار التغيُّر في زخمها الخطي أكبر: الشاحنة أم السيارة؟

             ب. أيّهما يكون مقدار التغيُّر في طاقتها الحركية أكبر: الشاحنة أم السيارة؟

     أ.  الزخم الخطي محفوظ قبل التصادم وبعده مباشرة. فيكون التغير في الزخم الخطي للنظام صفرًا ،

         وهذا يعني أن مقداري التغير  في الزخم الخطي للسيارة والشاحنة متساويان. 

      ب. السرعتان الابتدائيتان للشاحنة والسيارة متساويتان في المقدار، وسرعتهما النهائية هي نفسها

          لأنهما التحمتا معا، لذا فإن  التغير في الطاقة الحركية يعتمد  على الكتلة فقط، وبما أن كتلة الشاحنة

          أكبر فإن التغير في طاقتها الحركية أكبر.