حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته يعبر عن مقدار ومدى حركة الجسم ، وفي الواقع ، تعتبر نتيجة هذه العملية الرياضية متجهًا فيزيائيًا ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن حاصل الضرب. الكتلة بسرعة الجسم ، وسنشرح كل المعلومات المهمة المتعلقة بالموضوع.
ما هي كتلة الجسم
الكتلة هي كمية 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 ، لذلك يمكن قياس الكتلة إما بمقدار القوة اللازمة لإعطاء الجسم حركة معينة في وقت معين ، أو عن طريق التسارع الناتج عن قوة معينة ، يتم قياس كتلة الأجسام بوحدة الجرام أو وحدة الكيلوجرام ، و يُرمز إلى الكتلة في العمليات الحسابية والمعادلات الرياضية بالرمز m أو بالرمز العربي k ، وفي الواقع فإن مقدار الكتلة لجسم معين لا يؤثر على تغيير الزمان والمكان ولا يتأثر بمقدار الجاذبية أو حجم الجسم ، حيث أن كتلة الجسم ثابتة مهما تغيرت 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 ، لذا فإن وزن الإنسان على كوكب مثل المريخ سيكون أقل من وزنه. الوزن على كوكب الأرض ، لأن جاذبية المريخ أقل من جاذبية الأرض ، لذا فإن تأثير قوة الجاذبية على الجسم سينخفض.[1]
انظر أيضًا: ما الفرق بين الكتلة والوزن؟
حاصل ضرب حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته
حاصل ضرب كتلة جسم مضروبًا في سرعته يعبر عن الكمية الخطية للحركة أو ما يعرف بالزخم الخطي (بالإنجليزية: Momentum) ، حيث أن الزخم الخطي يتناسب طرديًا مع كتلة الجسم وسرعته ، و لذلك كلما زادت كتلة الجسم أو زادت سرعته ، زاد الزخم الخطي ، وينص قانون نيوتن الثاني على أن معدل تغير زخم الجسم يساوي القوة المحصلة المؤثرة عليه ، و في الواقع ، يتم تحديد الزخم من خلال كل من المقدار والاتجاه ، وتعرف هذه الكميات التي لها الحجم والاتجاه باسم الكميات المتجهة ، ومن هذه الخاصية يمكننا التنبؤ باتجاه الكائنات بعد الاصطدام بالإضافة إلى سرعتها ، مثل يمكن وصف خصائص الزخم في اتجاه واحد وبعد 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.[2]
انظر أيضًا: البحث عن الزخم والاندفاع والاصطدامات
قانون الزخم الخطي
يعتمد قانون الزخم على مقدار سرعة الجسم وكتلته ، حيث تُقاس الكتلة بالكيلوجرام ، وتُقاس السرعة بالمتر في الثانية ، لذا فإن وحدة قياس الزخم هي كيلوجرام لكل متر في الثانية أو كيلوجرام. ، ويمكن كتابة قانون الزخم بشكل رياضي على النحو التالي:[3]
الزخم = الكتلة x السرعة p = mxv
بينما:
- p ← هو الزخم الخطي ويقاس بالكيلوجرام م / ث
- v ← هي سرعة الجسم مقاسة بالأمتار / 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:
- m1 ← هي كتلة الجسم الأول وتقاس بالكيلوجرام.
- m2 ← هي كتلة الجسم الثاني وتقاس بالكيلوجرام.
- v1 → هي سرعة الجسم الأول قبل الاصطدام وتقاس بالأمتار / الثانية.
- v2 → هي سرعة الجسم الثاني قبل الاصطدام وتقاس بوحدة m / s.
- u1 → هي سرعة الجسم الأول بعد الاصطدام وتقاس بوحدة m / s.
- u2 → هي سرعة الجسم الثاني بعد الاصطدام وتقاس بوحدة m / s.
في ختام هذا المقال ، علمنا أن حاصل ضرب كتلة الجسم بسرعته يعبر عن الكمية الخطية للحركة أو ما يعرف بالزخم الخطي ، كما أوضحنا بالتفصيل ما هي كتلة الجسم ، و ذكر قانون الزخم لجسم متحرك ، وقانون حفظ الزخم في نظام مغلق.