الذي – التي حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته يعبر عن مقدار ومدى حركة الجسم ، وفي الحقيقة تعتبر نتيجة هذه العملية الرياضية متجهًا فيزيائيًا ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن نتيجة ضرب الكتلة في سرعة الجسم وسنقوم بشرح كافة المعلومات المهمة المتعلقة بالموضوع.
ما هي كتلة الجسم
الكتلة هي مقدار المادة التي يحتويها الجسم بداخله ، وكتلة الجسم هي قصوره الذاتي أو مقاومته للحركة المتغيرة ، حيث أن كتلة الجسم هي التي تحدد تسارع الجسم تحت تأثير قوة معينة ، وبالتالي يمكن قياس الكتلة إما بمقدار القوة اللازمة لإعطاء الجسم حركة معينة في وقت معين ، أو عن طريق التسارع نتيجة لقوة معينة ، وتقاس كتلة الأجسام بوحدات الجرامات أو الوحدات. من الكيلوجرامات ، والكتلة يرمز لها في الحسابات والمعادلات الرياضية بالرمز m أو بالرمز العربي k ، وفي الحقيقة فإن مقدار كتلة جسم معين لا يتأثر بتغير الزمان والمكان ولا يتأثر بـ مقدار الجاذبية أو حجم الجسم ، حيث أن كتلة الجسم ثابتة ، بغض النظر عن كيفية تغير الظروف الفيزيائية.
هناك فرق بين الكتلة والوزن في الفيزياء ، فالكتلة هي كمية المادة في الجسم ، بينما الوزن هو القوة المؤثرة على الجسم عن طريق الجاذبية ، ولهذا السبب سيكون وزن الشخص على كوكب مثل المريخ أقل من وزنه على كوكب الأرض ، لأن جاذبية المريخ أقل من جاذبية الأرض ، لذلك فإن تأثير قوة الجاذبية على الجسم سينخفض.
أنظر أيضا: ما هو الفرق بين الكتلة والوزن
حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته
يتم التعبير عن حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته الزخم الخطي أو ما يعرف بالزخم الخطي (بالإنجليزية: Momentum) ، نظرًا لأن الزخم الخطي يتناسب طرديًا مع كتلة الجسم وسرعته ، وبالتالي كلما زادت كتلة الجسم أو زادت سرعته ، زاد الزخم الخطي ، وقانون نيوتن الثاني تنص الحركة على أن معدل تغير زخم الجسم يساوي القوة المحصلة المؤثرة عليه ، وفي الحقيقة يتم تحديد الزخم في الحجم والاتجاه معًا ، وتعرف هذه الكميات التي لها حجم واتجاه بالكميات المتجهة ، ومن هذه الخاصية يمكننا توقع اتجاه الأجسام بعد الاصطدام بالإضافة إلى سرعتها ، ويمكن وصف خصائص الزخم في اتجاه واحد وبُعد مكاني واحد فقط.
هناك ما يعرف بقانون حفظ الزخم ، وهو ما يعني أن الزخم في نظام مغلق يظل ثابتًا ، ويستخدم قانون حفظ الزخم في الاصطدامات التي تحدث بين الأجسام ، حيث معدل انتقال الزخم بين الاصطدامات الأجسام تساوي صفرًا ، وبالتالي فإن مقدار التغيير في الزخم الخطي بين الكائنات يساوي صفرًا.
أنظر أيضا: ابحث عن الزخم والاندفاع والاصطدامات
قانون الزخم الخطي
يعتمد قانون الزخم على مقدار سرعة وكتلة الجسم ، حيث تُقاس الكتلة بوحدات الكيلوجرام ، بينما تُقاس السرعة بوحدات متر في الثانية ، لذا فإن وحدة قياس الزخم هي كيلوجرام لكل متر. الثانية أو كجم.م / ثانية ، ويمكن كتابة قانون الزخم في شكل رياضي على النحو التالي:
الزخم = الكتلة × السرعة
ص = م × الخامس
بينما:
- ص ← هو زخم خطي ويقاس بالكيلوغرام متر في الثانية
- الخامس ← هي سرعة الجسم وتقاس بالأمتار في الثانية
- م ← هي كتلة الجسم وتقاس بالكيلوجرام
قانون حفظ الرخام في نظام مغلق هو كما يلي:
م 1 × ف 1) + (م 2 × ف 2) = (م 1 × ش 1) + (م 2 × ش 2))
بينما:
- م 1 ← هي كتلة الجسم الأول وتقاس بالكيلوجرام.
- م 2 ← هي كتلة الجسم الثاني وتقاس بالكيلوجرام.
- الإصدار 1 ← هي سرعة الجسم الأول قبل الاصطدام وتقاس بالأمتار / الثانية.
- الإصدار 2 ← هي سرعة الجسم الثاني قبل الاصطدام وتقاس بالأمتار / الثانية.
- ش 1 ← هي سرعة الجسم الأول بعد الاصطدام وتقاس بالمتر / الثانية.
- u2 ← هي سرعة الجسم الثاني بعد الاصطدام وتقاس بالأمتار / الثانية.
في ختام هذا المقال ، عرفنا ذلك حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته إنه يعبر عن الزخم الخطي أو ما يعرف بالزخم الخطي ، كما أوضحنا بالتفصيل ماهية كتلة الجسم ، وقد ذكرنا قانون الزخم للجسم المتحرك ، وقانون الحفاظ على الزخم في نظام مغلق.