حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته

إن حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته يعبر عن مقدار ومدى حركة الجسم، وفي الواقع إن الناتج من هذه العملية الرياضية يعتبر متجهاً فيزيائياً، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن ناتج ضرب الكتلة في سرعة الجسم، كما وسنوضح كافة المعلومات الهامة والمتعلقة بالموضوع.

ما هي كتلة الجسم

الكتلة (بالإنجليزية: Mass)، هي مقدار ما يحتويه الجسم من مادة في داخله، وإن كتلة الجسم هي قصوره الذاتي أو مقاومته لتغيير الحركة، حيث إن كتلة الجسم هي التي تحدد تسارع الجسم تحت تأثير قوة معينة، ولذلك يمكن قياس الكتلة إما بمقدار القوة اللازمة لإعطاء الجسم حركة معينة في وقت معين، أو بالتسارع الناتج عن قوة معينة، وتقاس كتلة الأجسام بوحدة الجرام أو بوحدة الكيلو جرام، ويرمز للكتلة في الحسابات والمعادلات الرياضية بالرمز m أو بالرمز العربي ك، وفي الواقع إن مقدار الكتلة لجسم معين لا يتأثير بتغير الزمان والمكان، ولا يتأثر بمقدار الجاذبية أو بحجم الجسم، حيث إن كتلة الجسم ثابتة مهما تغيرت الظروف الفيزيائية.

هناك فرق بين الكتلة والوزن في الفيزياء، حيث إن الكتلة هي مقدار المادة في الجسم، بينما الوزن هو القوة المطبقة على الجسم من قبل الجاذبية، ولهذا سيكون وزن شخص ما على كوكب مثل كوكب المريخ أقل من وزنه على كوكب الأرض، وذلك لأن جاذبية المريخ أقل من الجاذبية الأرضية، ولذلك فإن تأثير قوة الجاذبية على الجسم ستقل.[1]

شاهد ايضاً: ما الفرق بين الكتلة والوزن

حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته

إن حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته يعبر عن كمية التحرك الخطية أو ما يعرف بالزخم الخطي (بالإنجليزية: Momentum)، حيث إن الزخم الخطي يتناسب طردياً مع كتلة الجسم وسرعته، وبالتالي كلما زادت كتلة الجسم أو زادت سرعته سيزيد زخمه الحطي، وينص قانون نيوتن الثاني للحركة على أن معدل تغير زخم الجسم يساوي محصلة القوة المؤثرة عليه، وفي الواقع يتم تحديد الزخم بمقدار وإتجاه معاً، وتعرف هذه الكميات التي لها مقدار وإتجاه بإسم الكميات المتجهة، ومن هذه الخاصية يمكن أن نتنبأ بإتجاه الأجسام بعد التصادم بالإضافة إلى سرعتها، كما ويمكن وصف خواص الزخم في إتجاه واحد وبعد مكاني واحد فقط.

هناك ما يعرف بقانون حفظ الزخم، والذي يعني أن الزخم في النظام المغلق يبقى ثابتاً، ويتم إستخدام قانون حفظ الزخم في التصادمات التي تحدث بين الأجسام، حيث يكون معدل إنتقال الزخم بين الأجسام المتصادمة هو صفر، وبالتالي فإنه يكون مقدار التغير في الزخم الخطي بين الأجسام المتصادمة هو صفر.[2]

شاهد ايضاً: بحث عن الزخم والدفع والتصادمات

قانون الزخم الخطي

إن قانون الزخم يعتمد على مقدار سرعة الجسم وكتلته، حيث يتم قياس الكتلة بوحدة الكيلو جرام، أما السرعة فيتم قياسها بوحدة المتر لكل ثانية، ولذلك فإن وحدة قياس الزخم هي كيلو جرام في المتر لكل ثانية أو كيلوجرام.متر/ثانية، ويمكن كتابة قانون الزخم بالصيغة الرياضية على النحو الأتي:[3]

الزخم = الكتلة × السرعة
p = m × v

حيث إن:

• p ← هو الزخم الخطي ويقاس بوحدة كيلوجرام.متر/ثانية
• v ← هي سرعة الجسم وتقاس بوحدة متر/ثانية
• m ← هي كتلة الجسم وتقاس بوحدة الكيلوجرام

أما قانون حفظ الرخم في النظام المغلق يكون على الشكل الآتي:

m1×v1) + (m2×v2) = (m1×u1) + (m2×u2))

حيث إن:

• m1 ← هي كتلة الجسم الأول وتقاس بوحدة الكيلوجرام.
• m2 ← هي كتلة الجسم الثاني وتقاس بوحدة الكيلوجرام.
• v1 ← هي سرعة الجسم الأول قبل التصادم وتقاس بوحدة متر/ثانية.
• v2 ← هي سرعة الجسم الثاني قبل التصادم وتقاس بوحدة متر/ثانية.
• u1 ← هي سرعة الجسم الأول بعد التصادم وتقاس بوحدة متر/ثانية.
• u2 ← هي سرعة الجسم الثاني بعد التصادم وتقاس بوحدة متر/ثانية.

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا أن حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته يعبر عن كمية التحرك الخطية أو ما يعرف بالزخم الخطي، كما ووضحنا بالتفصيل ما هي كتلة الجسم، وذكرنا قانون الزخم للجسم المتحرك، وقانون حفظ الزخم في النظام المغلق.