هناك العديد من العوامل المرتبطة بالزخم والمساهمة فيه ، وأهمها العوامل ذات الصلة بالسرعة والوزنتعد السرعة والكتلة بشكل عام عوامل مؤثرة دائمًا فيما يتعلق بأي فرع من فروع الرياضيات والعلوم المختلفة التي تتضمنها.
- الزخم مصطلح شائع الاستخدام في الرياضيات لأنه يعني جسمًا متحركًا يصعب إيقافه.
- مصطلح الزخم له دور كبير في الفيزياء ، لأنه يُعرَّف ماديًا على أنه كمية حركية يمتلكها الجسم ، أي أن أي جسم يعتبر في أي حالة حركة وبالتالي لديه نسبة معينة من الزخم.
- وتعتبر السرعة والكتلة من أهم العوامل والمصادر الأساسية التي يعتمد عليها الزخم ، لأن الجسم الذي يمتلك زخمًا قد يكون له حجم كبير من الكتلة ولكن أيضًا لديه زخم منخفض وسرعة منخفضة.
- من أهم الأمثلة على الحالة السابقة الرصاصة لأن الرصاصة لها قوة دفع عالية جدًا وهذا بسبب السرعة العالية التي تتمتع بها ولهذا السبب قام العديد من العلماء بدراسة الزخم والتأثيرات التي تؤثر عليه ومن بين هؤلاء العلماء هو العالم نيوتن الذي ساعد في إنشاء معادلة الزخم وهذه المعادلة هي زخم الجسم = الكتلة * السرعة.
- يُقاس الزخم بالكيلوغرام م / ث وهذه الوحدة تعني كيلوغرام متر في الثانية ويمكن قياس الزخم بوحدة أخرى وهي N / s وهذه الوحدة تعني نيوتن في الثانية.
- هناك عدة أنواع من الزخم ، أهمها الزخم الخطي أو الزخم الزاوي ، وعدد من الأنواع الأخرى.
- الزخم في شكل مبسط هو كمية حركية موجودة داخل جسم معين تجعله يتمتع بسرعة كبيرة ، وبالتالي لا يرتبط الزخم بتصنيف ثابت ، وذلك لأن الزخم مرتبط بالسرعة وفي كثير من الحالات يزيد الكتلة وهذا يعني أن سيكون زخم الكتلة الأكبر زخمًا أعلى.
تختلف أنواع الزخم وفقًا للجودة المادية للكائن الذي سيتم تخصيص الزخم له ، ولكن هناك نوعان أساسيان من الزخم:
- كمية الحركة الخطية: غالبًا ما يطلق عليها القوة الكامنة في الجسم لأنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالكتلة في الجسم ، مما يجعلها تتحرك على طول مسارها ولكن في خط مستقيم دون انحرافات أثناء الحركة على طول مسارها ، ولكن هناك عدة حالات تسمح بذلك. جسم يغير مسار خطي يمشي على طوله ، ولكن يكون ذلك من خلال استخدام قوته الخارجية ، ومثال على ذلك هو الحال عندما يجري شخص ما في الشارع ويوجد كلب في هذا الشارع على سبيل المثال ، يمكن لأي شخص أن يغير مساره ، وهذا يساهم في تغيير الزخم الخطي ، ومن أهم الدراسات المهمة للزخم الخطي دراسات فهم التنبؤات حول كيفية تعديل الأشياء إذا اصطدمت بجسم آخر.
- الزخم الزاوي: يتم الحصول على هذا الزخم عندما نضرب الكتلة في الجسم بالسرعة التي يمثلها ذلك الجسم ، وبالتالي يمكن تقسيم هذا النوع من الزخم إلى نوعين من الزخم الزاوي. أحد الكواكب ، يتم حساب هذا الزخم من خلال حساب الحركة التي تنتج عن حركة الأرض حول الشمس بشكل عام ، ثم السرعة التي اتخذتها الأرض في دورانها حول الشمس ، مما يعني أنه كلما كان الجسم أصغر كلما ساعدته على الدوران بشكل أسرع ، وهذا يجعله أحد أنواع الزخم الزاوي ، والذي يقدم أيضًا تفسيرًا واضحًا للدوران الذي يحدث للمتزلجين على الجليد ، خاصةً عندما يكون هؤلاء المتزلجين منخفضين عن الأرض.
- أحد أهم العوامل في قانون الزخم هو أنه من الضروري والمهم للغاية تحديد المسار الذي يسلكه الجسم والذي من أجله يُحسب الزخم.كمية أو كميات معينة بنفس النسبة أو قريبة من الزخم الإضافي ، أو حتى إذا تم اعتبار هذه الكمية المضافة في الاتجاه المعاكس ، فإن كل هذا يساهم في حقيقة أن الزخم النهائي للحساب هو صفر.
- على سبيل المثال ، عند إطلاق رصاصة من مسدس ، تتحرك هذه الرصاصة مع العلم أن هذه الرصاصة هي جسم صغير الكتلة ، ولكن بحجمها الصغير ، يمكن أن تمر بسرعة عالية بحيث يصعب غالبًا تتبعها.
- لكن في حال جاءت هذه الرصاصة من مسدس كبير ، على سبيل المثال ، فإن السرعة هنا بطيئة نوعًا ما مقارنة برصاصة صادرة من مسدس صغير ، وذلك لأن البندقية واحدة من تلك الأشياء التي لها كتلة كبيرة نوعًا ما ، وهذا ما يتسبب في أن يكون زخم المقذوف وزخم السلاح متساويين تقريبًا في الحجم ولكن معاكسين لبعضهما البعض.
- وذلك لوجود إضافة ، وهذه الإضافة هي إضافة متجه لإضافة بعض السرعة الزخم للقذيفة والبندقية ، مما يساهم في إعطاء زخم نهائي قدره صفر ، وهذا من أهم الحسابات التي بشكل أساسي المساهمة في حساب وتوضيح الزخم الذي يعتمد عليه الصاروخ.
- في قانون الحركة ، توجد معادلة تشرح العلاقة بين الزخم والقوة. أوضح العالم نيوتن أن أي تغيير يحدث في الجسم يتسبب في تأثيره بشكل أساسي على الكتلة ؛ والذي يحولها إلى قوة وفقًا لهذه المعادلة F = dp / dt.
- في ضوء المعادلة السابقة mv = pa mdv = dp
- في ضوء ما سبق ، من الممكن معرفة العلاقة الأساسية بين القوة والزخم من خلال العديد من المعادلات الأخرى مثل:
- الزخم = الكتلة * السرعة
- هنا ، يتم حساب التسارع لأن العجلة تساوي السرعة / الوقت ، والتي ترتبط بالسرعة = التسارع * الوقت.
- لذا فإن الزخم يساوي (الكتلة * (التسارع * الوقت))
- أخيرًا ، الزخم = (معدل تسريع الوزن الذاتي * الوقت)
- قادنا هذا إلى استنتاج أن الزخم = القوة * الوقت.
- هنا يتم توضيح العلاقة بين الزخم والوقت ، مما يشير أيضًا إلى أن الوقت هو العامل الرئيسي فيما يتعلق بالزخم وليس العامل الرئيسي في السرعة. يتبعه زيادة في سرعة الوقت ، وكل ذلك سيؤدي إلى انخفاض شديد في القوة ، وسيؤدي هذا الانخفاض إلى بقاء الزخم ثابتًا.
- وتجدر الإشارة إلى أن كل تغيير في السرعة يتبعه أيضًا تغيير في الزخم ، ومن المفترض عمومًا أن يتسبب التغيير في السرعة في حدوث تغيير في معدل التسارع ، لكن هذا لا ينطبق على الحالات التي يكون فيها التسارع ثابتًا في الضوء للتغير في السرعة التي يمكن أن تسببها عند حدوث استقرار في القوة.