تجربة ارتفاع الارتداد وما هو مبدأ حفظ الزخم , مما لا شك فيه أن هذا الموضوع من أهم وأفضل الموضوعات التي يمكن أن أتحدث عنها اليوم، حيث أنه موضوع شيق ويتناول نقاط حيوية، تخص كل فرد في المجتمع، وأتمنى من الله عز وجل أن يوفقني في عرض جميع النقاط والعناصر التي تتعلق بهذا الموضوع.
تجربة الارتداد العالي ، حيث تكون هذه التجربة الفيزيائية هي الأساس في علم ديناميات الحركة الدورانية والخطية ، وتجربة الارتداد العالي ستسهل عملية فهم الحركة الفيزيائية للأجسام ، وستساعد على فهم مبدأ الحفاظ على الزخم ، وفي هذا المقال سنشرح بالتفصيل ماهية هذه التجربة الفيزيائية ، وسنذكر ما هي أهدافها.
ما هو مبدأ الحفاظ على الزخم
غالبًا ما يستخدم الحفاظ على الزخم لوصف الاصطدامات بين الأشياء ، ولا ينطبق الحفاظ على الزخم إلا على نظام معزول من الأجسام المادية ، والنظام المعزول هو نظام لا يتم تشغيله بواسطة قوة خارجية للنظام ، أي أنه يوجد لا يوجد دافع أو قوة خارجية ، والزخم عبارة عن كمية متجهية ينص قانون حفظ الزخم على أن زخم أي نظام فيزيائي معزول يظل ثابتًا بمرور الوقت ، حيث لا يتم إنشاء الزخم أو إبطاله ، ولكن يتم نقله أو نقله فقط من شكل واحد إلى آخر ، وقانون الحفاظ على الزخم تمت صياغته لأول مرة من قبل العالم رينيه ديكارت ، وتم تطويره من قبل إسحاق نيوتن نتيجة لقوانين الحركة الخاصة به ، وتنص قوانين نيوتن على مبدأين مهمين لحركة الأجسام ، خاصة في حالة حدوث تصادم مرن بين الأجسام ، وينص هذان المبدآن على ما يلي:[1]
- لا تتغير الطاقة الحركية الكلية للأجسام المتصادمة قبل الاصطدام أو بعده.
- لا يتغير زخم الحركة الكلية للأجسام المتصادمة قبل الاصطدام أو بعده.
اختبر ارتدادًا عاليًا
إنها تجربة فيزيائية تهدف إلى قياس ومقارنة ارتفاعات الارتداد للكرات المطاطية التي تسقط بشكل فردي وجماعي. للقيام بهذه التجربة ، يجب تحضير المواد التالية:[2]
- عدد 2 من الكرات المطاطية بأحجام مختلفة.
- المسطرة المترية ، أو المتر للقياس.
للقيام بهذه التجربة ، اتبع الخطوات التالية:
- أسقط الكرة المطاطية الكبيرة بارتفاع 15 سم على طاولة خشبية.
- سجل الارتداد العالي للكرة المطاطية الكبيرة.
- أسقط كرة مطاطية صغيرة بارتفاع 15 سم على طاولة خشبية.
- تسجيل الارتفاع الارتدادي للكرة المطاطية الصغيرة.
- ثم نضع الكرة الصغيرة فوق الكرة الكبيرة ، بحيث يتلامسون.
- نترك الكرتين تسقطان معًا من ارتفاع 15 سم.
- سجل ارتفاع الارتداد للكرة الكبيرة والارتفاع الارتدادي للكرة الصغيرة.
ستلاحظ أن الكرة المطاطية الصغيرة ترتد أعلى من ارتفاع ارتداد الكرة الكبيرة في جميع الحالات ، وفي الحالة الأخيرة ينتقل الزخم من الكرة الكبيرة إلى الكرة الصغيرة ، مما يؤدي بدوره إلى ارتداد الكرة الكبيرة عند نقطة ارتفاع أقل ، لكن الكرة الصغيرة لها كتلة قليلة ، لذلك ترتد على ارتفاع أعلى ، لذلك يتم الحفاظ على الزخم أثناء الاصطدام بين الكرتين في الحالة الأخيرة ، لأن زخم أي جسم يساوي حاصل ضرب كتلته سرعتها.
صف ارتفاع الارتداد لكلتا الكرتين
في الواقع ، يختلف ارتفاع الارتداد باختلاف نوع الكرات المطاطية المستخدمة في التجربة. عادةً ما تكون الارتدادات من 80٪ إلى 75٪ من الارتفاع الأولي للكرات ، وهو الارتفاع الذي أُجريت منه التجربة. تنطبق هذه النسبة بشكل خاص على الكرات الفردية ، كما هو الحال عند سقوط الكرات المطاطية. كرات مطاطية صغيرة وكبيرة معًا ، سترتد الكرة المطاطية الصغيرة إلى ارتفاع أكبر ، وقد تصل إلى أربعة أضعاف الكرة المطاطية الكبيرة ، واعتمادًا على قوانين الزخم والحركة ، سترتد الكرة المطاطية الكبيرة في التجربة السابقة إلى يصل ارتفاعها إلى 3 سم ، بينما سترتد الكرة المطاطية الصغيرة إلى ارتفاع يصل إلى 6 سم ، وهذا الاختلاف في الارتفاعات ناتج عن زخم وكتلة الكرتين.[3]
في ختام هذا المقال أوضحنا ما هي تجربة ارتفاع الارتداد ، وما المقصود بمبدأ الحفاظ على الزخم عند اصطدام الأجسام ، وذكرنا وصفًا مفصلاً لارتفاعات الارتداد للكرات المطاطية في التجربة.
المراجع
خاتمة لموضوعنا تجربة ارتفاع الارتداد وما هو مبدأ حفظ الزخم ,وفي نهاية الموضوع، أتمنى من الله تعالى أن أكون قد استطعت توضيح كافة الجوانب التي تتعلق بهذا الموضوع، وأن أكون قدمت معلومات مفيدة وقيمة.