نبذة تعريفية عن قانون “حفظ كمية الحركة”

2011 مكتبة الفيزياء قوانين الحركة

بيتي بورنيت

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

قانون حفظ كمية الحركة الفيزياء

يُعدّ قانون حفظ كمية الحركة أحد تفرعات قانون نيوتن الثالث للحركة لما ينطوي عليه من أهمية كمفهوم أساسي في علم الفيزياء التقليدية.

وينصّ هذا القانون على أن كمية الحركة الإجمالية لجميع الأجسام ضمن نظام مغلق تظل ثابتة ولا تتأثر بأي عمليات تجري داخل هذا النظام، وتشير عبارة "العمليات التي تجري داخل النظام" عادةً إلى التصادم بين الأجسام.

 

يمكن التعبير عن قانون حفظ كمية الحركة رياضياً على النحو التالي:

(mv₁ = mv₂)، أي إن القوى متساوية من حيث المقدار، لكنها معاكسة في الاتجاه.

إن إجمالي كمية الحركة لجسمين قبل التصادم يساوي كمية الحركة الإجمالية لهذين الجسمين بعد التصادم، إذ ليس ثمة إضافة أو نقص أو تغيير، فكمية الحركة الإجمالية للجسمين قبل التصادم تساوي صفراً لأن اتجاههما متعاكسان، كما أن إجمالي كمية الحركة بعد التصادم يساوي صفراً أيضاً؛ لأن الجسمين لا يتحركان.

 

إن كمية الحركة لا تضيع ولا تتبدد، لكنها قد تنتقل من جسم إلى آخر، فعندما يقذف لاعب البيسبول الكرة، يلتقط ممسك الكرة كمية حركة الكرة بالإضافة إلى الكرة نفسها.

وتحدث عملية حفظ كمية الحركة لدى اصطدام المضرب بكرة البيسبول عندما يقوم رامي الكرة بضرب كرة البيسبول تكون كمية حركة المضرب قبل رمي الكرة بالإضافة إلى كمية حركة الكرة المرمية مساوية لكمية حركة المضرب بعد رمي الكرة

إضافة إلى كمية حركة الكرة التي تلقت الضربة، وينطبق القول نفسه على تصادم سيارتين أولاعبين من لاعبي كرة القدم.

 

ويمكننا أن نتخيل، على سبيل المثال، فتى يوازن جسمه على جذع شجرة. إن إجمالي كمية حركة الفتى وجذع الشجرة يساوي صفراً لأن كلاً منهما ساكن لا يتحرك، ولكن إذا قفز الفتى من الجذع سيكتسب كمية حركة باتجاه الأمام.

وفي الوقت ذاته يتحرك الجذع في الاتجاه الآخر بزحم مساوٍ ومعاكس، ما يعني أن كمية الحركة الإجمالية للفتى والجذع تظل مساوية للصفر.

توضح لعبة "اليلياردو" (لعبة شبيهة بالبلياردو والسنوكر) القانون المعروف باسم "حفظ كمية الحركة".

 

يتلخص هذه اللعبة في جعل الكرة البيضاء تصدم بكرة أخرى، بحيث تتحرك الكرة الثانية في اتجاه محدد، ويمكن أن تتركز التصادمات على وسط الكرة أو بعيداً عن مركزها.

ويعرف اللاعب الماهر كيفية تسديد الكرة البيضاء للحصول على النتيجة المرغوبة فتنتقل كمية الحركة التي تحملها الكرة البيضاء إلى الكرة التي تصطدم بها، ما يؤدي إلى إمدادها بكمية حركة تكفي لانتقالها إلى أحد جيوب الطاولة.

إن كمية الحركة التي يفقدها الجسم خلال التصادم نتيجة توقفه المفاجئ تنتقل إلى الجسم الذي يصطدم معه، ويظل مقدار كمية الحركة الإجمالية ثابتاً؛ لأن ما يخسره (أ)، يكسبه (ب).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]