منوعات

تجربة ارتفاع الارتداد وما هو مبدأ حفظ الزخم

تجربة ارتفاع الارتداد، حيث تكون هذه التجربة الفيزيائية هي الأساس في علم ديناميكيات الحركة الدورانية والخطية، وأن تجربة ارتفاع الارتداد ستسهل عملية فهم الحركة المادية للأشياء، وتساعد على فهم مبدأ الحفاظ على اللحظة، وفي هذا المقال سنشرح بالتفصيل ماهية هذه التجربة المادية، وسنذكر أنها أهدافها.

ما هو مبدأ الحفاظ على الزخم؟

غالبًا ما يستخدم حفظ الزخم لوصف الاصطدامات بين الأشياء، وهذا الحفاظ على الزخم ينطبق فقط على نظام معزول من الأشياء المادية، والنظام المعزول هو نظام لا يعمل مع قوة خارجية. للنظام، أي أنه لا توجد قوة أو توجه خارجي، وهذه اللحظة هي كمية متجهة. ينص قانون الحفاظ على الزخم على أن زخم أي نظام فيزيائي منعزل يظل ثابتًا بمرور الوقت، نظرًا لأن الزخم لا يتم إنشاؤه أو نفيه، بل يتم تحويله أو نقله فقط من شكل إلى آخر، والقانون صاغ حفظ الزخم لأول مرة من قبل عالم. رينيه ديكارت، وطوره إسحاق نيوتن كنتيجة لقوانين الحركة الخاصة به، وتؤسس قوانين نيوتن مبدأين مهمين لحركة الأجسام، خاصة في حالة اصطدام الأجسام في تصادم مرن، وهذان المبدآن أنشئ ما يلي:[1]

  • لا تتغير الطاقة الحركية الكلية للأجسام المتصادمة قبل الاصطدام أو بعده.
  • لا يتغير زخم الجسم المتصادم قبل الاصطدام أو بعده.

تجربة الارتداد العالي

إنها تجربة فيزيائية هدفها قياس ومقارنة ارتفاعات الارتداد للكرات المطاطية التي تسقط منفردة ومجتمعة، ولإجراء هذه التجربة يجب تحضير المواد التالية:[2]

  • عدد من الكرات المطاطية بأحجام مختلفة.
  • مسطرة متري، أو متر للقياس.

للقيام بهذه التجربة، اتبع الخطوات التالية:

  • اسقط الكرة المطاطية الكبيرة إلى ارتفاع سم على طاولة خشبية.
  • سجل ارتفاع ارتداد الكرة المطاطية الكبيرة.
  • أسقط الكرة المطاطية الصغيرة بارتفاع سم على طاولة خشبية.
  • سجل ارتفاع ارتداد الكرة المطاطية الصغيرة.
  • ثم نضع الكرة الصغيرة فوق الكرة الكبيرة بحيث تتلامس.
  • تركنا الكرتين تسقطان معًا من ارتفاع سم.
  • سجل ارتفاع ارتداد الكرة الكبيرة وارتفاع ارتداد الكرة الصغيرة.

ستلاحظ أن الكرة المطاطية الصغيرة قد ارتدت أعلى من ارتفاع ارتداد الكرة الكبيرة في جميع الحالات، وفي الحالة الأخيرة يتغير الزخم من الكرة الكبيرة إلى الكرة الصغيرة، مما يؤدي بدوره إلى ترتد الكرة الكبيرة على ارتفاع منخفض، لكن الكرة الصغيرة لها كتلة منخفضة، لذلك ترتد عند الارتفاع أكبر، وبالتالي يتم الحفاظ على الزخم أثناء الاصطدام بين الكرتين في الحالة الأخيرة، منذ الزخم أي جسم يساوي حاصل ضرب كتلته وسرعته.

وصف ارتفاع الارتداد لكل من الكرتين

في الواقع، يختلف ارتفاع الارتداد اعتمادًا على نوع الكرات المطاطية المستخدمة في التجربة، نظرًا لأن الارتداد عادةً ما يكون 80٪ إلى 7٪ من الارتفاع الأولي للكرات، وهو الارتفاع الذي تم أداء الكرة منه. التجربة، وهذه النسبة تنطبق بشكل خاص على الكرات الفردية، كما هو الحال عندما يتم إسقاط الكرات المطاطية. الكرة المطاطية الصغيرة والكرات المطاطية الكبيرة معًا، سترتد الكرة المطاطية الصغيرة إلى ارتفاع أعلى، ويمكن أن تصل إلى أربعة أضعاف الكرة المطاطية الكبيرة، واعتمادًا على قوانين الزخم والحركة، الكرة المطاطية الكبيرة في التجربة أعلاه، سوف ترتد الكرة المطاطية على ارتفاع يصل إلى سم، وسوف ترتد الكرة المطاطية الصغيرة على ارتفاع يصل إلى 6 سم، وهذا الاختلاف في الارتفاع ناتج عن زخم وكتلة الكرتين.[3]

في ختام هذا المقال سنكون قد أوضحنا ماهية تجربة ارتفاع الارتداد، وقد أوضحنا المقصود بمبدأ الحفاظ على اللحظة عند اصطدام الأشياء، وقد ذكرنا وصفًا تفصيليًا لارتفاعات الارتداد للكرات. المطاط في التجربة.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى