أمثلة حياتية متنوعة تبين مبدأ “حفظ كمية الحركة “

2011 طاقة الحركة والوضع – فهم التغيرات داخل الأنظمة الفيزيائية

جنيفر فيغاس

KSAG

مبدأ حفظ كمية الحركة الفيزياء

لعلك سمعت من قبل أيضاً بعبارة "كمية الحركة"، فعلى سبيل المثال يمتلك لاعب كرة قدم ضخم الجثة كمية حركة كبيرة أثناء اندفاعه وراء الكرة في الملعب.

وتمثل عبارة "كمية الحركة" قياساً لمقدار القصور الذاتي والحركة التي يمتلكها جسم من الأجسام بحيث تساوي كمية الحركة كتلة الجسم مضروباً بسرعته المتجهة.

 

أما صيغة هذه المعادلة فتكتب على النحور التالي: (p=mv)، حيث يرمز الحرف (p) إلى كمية الحركة، فالسيارة الصغيرة المنطلقة بسرعة 30 ميلاً، أي (48.3 كيلومتر).

في الساعة تملك كمية حركة أقبل بكثير من كمية الحركة التي تمتلكها شاحنة كبيرة وثقيلة تسير بالسرعة نفسها، كما تمثل كمية الحركة كمية متجهة، أي لها اتجاه محدد.

 

حفظ كمية الحركة

إن الطاقة لا تنفى ولا تُستحدث من عدم، وكذلك كمية الحركة في نظام ما تظل محفوظة، بحيث لا يتم اكتساب أو فقدان أي كمية حركة أخرى.

ولعلك تتساءل ما الذي سيحلّ بكمية الحركة لأحد لاعبي كرة القدم أثناء الجري في الملعب إذا ما تصدى له لاعب من الفريق الخصم؟ قد يتبادر إلى ذهنك أن كمية حركته ستتلاشى، لكن كمية الحركة في واقع الأمر تتوجه من جديد نحو ذلك الخصم، ما يفسر سبب إحساس اللاعب المعترض بقوة التصادم.

ثمة مثال آخر على ذلك: تخيّل نفسك جالساً داخل سيارة متوقفة من سيارات التصادم (سيارات الألعاب الكهربائية). تبلغ قيمة كمية الحركة في تلك الحالة صفراً، ثم ينطلق صديقك فجأة نحوك بسيارة أخرى حاملاً عشر وحدات كمية حركة.

 

وعند الاصطدام تتوزع كمية حركته بين السيارتين بحيث تتحرك سيارتك بعد أن اكتسبت خمس وحدات كمية حركة، بينما ينطلق صديقك بالوحدات الخمس المتبقية.

وإذا كانت سيارتك واقعة بين سيارتين أخريين من سيارات التصادم وانطلقت السيارتان نحوك من اتجاهين معاكسين لن تتحرك سيارتك من مكانها؛ لأن القوة الصادرة عن إحدى السيارتين تلغي قوة السيارة المتحركة الأخرى.

وسبب ذلك هو أن كمية الحركة عبارة عن كمية متجهة، ولأن السيارتين قادمتين من اتجاهين مختلفين. إن كمية الحركة الكلية في هذه الحالة مماثلة لكمية الحركة الموجودة في البداية أي (صفر).

 

أما إذا كنت جالساً في سيارة التصادم وانطلق صديقاك نحوك بالتتالي من اتجاه واحد ستتحركون جميعا وتتقاسمون قوة التصادم.

تستفيد لعبة البلياردو أيضاً من مبدأ "حفظ كمية الحركة". ويتجلى ذلك عندما يلجأ أحد اللاعبين إلى استخدام طريقة بارعة تعتمد على هذا المبدأ حين يضرب إحدى الكرات باتجاه صف من الكرات الأخرى.

فتنتقل كمية الحركة التي تحملها الكرة المتحركة الأولى إلى العديد من الكرات الساكنة (غير المتحركة)، ما يجعل الكرة الأخيرة في ذلك الصف تتحرك نحو الأمام. إن كمية الحركة لا تضيع، وإنما ببساطة تنتقل من كرة إلى أخرى حتى تصل إلى الكرة الأخيرة فتحركها.

 

بما أن كمية الحركة تأخذ اتجاهاً محدداً فإن كمية الحركة تستطيع الانتقال عبر زوايا مختلفة.

على سبيل المثال، لو أن لاعب بلياردو قام بضرب كرة باتجاه مجموعة كرات على شكل حرف (V)، تتحرك الكرات من جانبي الشكل (V) نحو الأمام بسرعة متساوية، وذلك لأن الكرات تتقاسم فيما بينها كمية الحركة التي تحملها الكرة الأصلية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]