مفهوم الزخم

قبل أن نبدأ حديثنا عن أمثلة الزَخَم في حياتنا سنقوم سوياً بعمل

بحث عن الزخم

، أو فيما يُعرف بكمية الحركة ، وهو مقدار حركة الكتلة ، كما انه من المفاهيم الفيزيائية ، و يُعرف أيضاً على أنه مقياس مدى صعوبة إيقاف جسم متحرك.

في القوانين الفيزيائية لكل شيء أو جسم مقدار من الكتلة ، فكلما تحرك الجسم تولدت لديه كمية من الحركة تُعرف بالزَخَم ويعتمد الزخم في الأجسام على عاملين متغيرين هما مقدار حركة هذه الأجسام و مدى سرعة حركتها، فإذا كان الزخم لجسم ما مساوٍ لكتلته فإن ذلك يضاعف سرعته ومن ذلك توصل العلماء إلى أنه سيختلف مفهوم الزخم في الأجسام المتحركة حسب الظاهرة الفيزيائية نفسها.

حيث وُجد أنه يمكن أن يتغير كمية تحرك جسم ما بتغيير كتلة أو سرعة هذا الجسم (علماً بأن كمية تحرك الجسم تساوي حاصل ضرب كتلة هذا الجسم في سرعته) أو من خلال تعريض هذا الجسم لقوة فيزيائية تؤدي إلى حدوث تغيير في سرعة الجسم وكتلته ، وقد وُجد أن كمية تحرك جسم ما تتناسب تناسباً طردياً مع حدوث أي تغيير في الزمن والقوة المؤثرة على هذا الجسم.

ويقاس الزخم بالكيلوجرام أو الكيلومتر في الساعة ، بالإضافة إلى

وحدة قياس الزخم

فإن للزخم قوانين عدة وذلك حسب كل ظاهرة فيزيائية حيث مع وجود الجسم في مائع ساكن أو متحرك فإن ذلك يختلف كلياً ، حيث قد وجد العالمان أبو الفتح عبد الرحمن المنصور وأرشميدس أنه إذا تم وضع هذا الجسم في سائل أو مائع بشكل جزئي أو كلي فإن هذا الجسم يتولد لديه زخم متساوي مع مقدار وزن هذا الجسم.

كما وجدا أيضاً أن أي جسم من الأجسام يوضع في مائع ساكن أو متحرك يفقد هذا الجسم مقدار من وزنه الحقيقي وأُطلق على هذه الظاهرة مسمى “الوزن الظاهري”، وعليه فإن محاولة إخراج جسم ما موضوع في وسط سائل أو غاز أسهل بكثير من خارجها وذلك يرجع إلى فقدان هذه الأجسام جزء من وزنها الحقيقي. [1] ، [2] ، [3]

أمثلة على الزخم

ويوجد الكثير من الأمثلة على الزخم في حياتنا اليومية ، فمثلاً إذا كان لديك صندوق وزنه 50 كيلو جرام لو قمت بجرّه لمسافة 25 متر ، سيتولد لدى هذا الجسم مقدار زخم على وزنه وسرعة حركته، وتختلف حركته حسب الوسط المتواجد فيه فإذا كان في وسط مائع فستكون حركته سهلة على عكس غيرها ، ومن هذه الأمثلة الكثير كما يلي :[1]

شاحنات النقل

حيث أنه يتمتع هذا النوع من الشاحنات بكتلة عالية نظراً لما تحتويه بداخلها أو حتى بسبب كتلتها الأساسية، فيجد هذا النوع من الشاحنات صعوبة في التوقف حتى مع سرعتها الصغيرة وذلك لكبر مقدار زخمها؛ لذلك يجب على سائقي هذا النوع من السارات اتباع إرشادات معينة للتوقف حيث تعد من الأجسام ذات الزخم العالي وذلك لأن الزخم يتناسب طردياً مع الكتلة.

عربة التسوق

حيث لها أربع عجلات و تتحرك بسرعة كبيرة نسبياً أو سهلة الحركة وكتلتها صغيرة ؛ لذلك فإن لها زخماً صغيراً.

الرصاصة

وعلى الرغم صغر كتلة الرصاصة الواحدة إلى أن لها زخماً كبيراً جداً؛ وذلك يرجع إلي سرعتها العالية جداً.

السيارات

عند تحرك سيارة ذات وزن كبير نسبياً بسرعة كبيرة يكون لها زخماً كبير ويصعب توقفها.

تحرك البشر أو حيوانات الصيد

حيث إذا تحرك لاعب ما في الملعب من مكان إلى آخر بسرعة كبيرة فإن ذلك يجعل لجسمه زخماً كبيراً ويصعب توقف الجسم إلا إذا قام بتهدئة حركته تدريجياً.

قانون حفظ الزخم

من المعروف أن عندما يظل الجسم ساكناً فإن مقدار الزخم له يساوي صفر ما لم تؤثر عليه قوة خارجية (مثل قوة الأحتكاك أو الجاذبية الأرضية) ، وذلك تبعاً لمفهوم أن الأجسام الساكنة ليس لها سرعة وعليه فإن حاصل ضرب السرعة في الكتلة يساوي صفر.[1]

مثال على ذلك ؛ إطلاق قذيفة من مدفع إلى الأمام

ففي هذه الظاهرة فإن القذيفة ذات السرعة العالية جداً تتحرك إلي الأمام وعليه فإن المدفع نفسه سيتحرك للخلف ليصبح مجموع الزخم الكلي لخروج القذيفة يساوي صفر ما لم تؤثر علي المدفع قوة خارجية مثل قوة الجاذبية أو الاحتكاك.

مثال على الزخم والاصطدام ؛ كرة البلياردو

حيث تتحرك كرات البلياردو عند الاصطدام بأخرى وهناك أنواع للتصادمات ومنها :

عندما يتصادم جسمان فيحرك أحدهما الآخر.
عندما يتحرك جسمين لهما نفس السرعة والكتلة فيمتص كلاً منهما قوة الآخر ويتحركان في عكس اتجاه الآخر.

وهنا تسمى بحالة الارتداد.

وبما أن مفهوم حفظ الزخم ينص على أن مقدار الزخم الكلي للأجسام المتصادمة يكون متساوٍ قبل وبعد عملية التصادم فإن هناك تصنيف آخر للتصادم وهو :

التصادم المرن : إذا كان هناك اختلاف في الطاقة الحركية لكل من الجسمين قبل وبعد التصادم.
التصادم غير المرن : إذا كانت الطاقة الحركية لكل منهم قبل وبعد التصادم متساوية.

انواع الزخم

هناك أنواع متعددة للزخم وهي كما يلي : [1] ، [3]

الزخم الخطي : وهو الذي ينتج عندما يقوم الجسم بالتحرك في خط مستقيم.
الزخم الزاوي : وهو الذي ينتج من تحرك الجسم في زاوية معينة وفي هذه الحالة لا تُستخدم نفس القانونين حيث أن الكتلة الجسم نفسها ولكننا نقوم باستبدال السرعة بالسرعة الزاوية.
الزخم للجسم الدوار :حيث أنه عندما يدور شيء حول محوره فإنه سيولد لديه زخماً وذلك ليس له علاقة بقانون الأجسام الساكنة ؛ لأن عند دوران الجسم حول نفسه حتى لو أنه لا يتحرك من مكانه يتولد لديه زخماً ويسمى بـالزخم الزاوي.
الزخم المفاهيمي (conceptual momentum) : الذي يفهم من سياق الكلام أو يستخدم كمفهوم معين، وهذا معنى معنوي حيث أنه الزخم المعروف مفهوماً يتناسب مع معناه العلمي حيث أنه يستخدم احياناً في السياسة أو كاستراتيجيات سياسية ، فمثلاً عندما يقوم مرشحاً لمنصب ما بعمل أعمال دعاية أو خدمات أو مؤتمرات وندوات للتقرب من الناس وذلك مع قرب موعد الإنتخابات فيقوم بحملة انتخابية فذلك يسمي أيضاً زخماً ولكن ليس من النوع الفيزيائي ولكن من النوع المعنوي المفهومي ، حيث أنه عندما يفعل كل هذه الأشياء خلال فترة قصيرة من الزمن فإن ذلك يسمح له باكتساب السرعة في الحصول على دعم الناس وضمان ترشيحهم له بالإضافة إلى اكتساب محبتهم لهم.

الفرق بين القصور الذاتي والزخم

وهناك الكثير ممن يخالطون كثيراً بين الزخم والقصور ويمكن ببساطة أن نوضح ذلك حيث تعتبر ظاهرة القصور الذاتي جزءاً من الزخم ، والقصور الذاتي هو ميل الجسم إلى البقاء في حالة من الحركة أو في حالة من الراحة.

ويختلف القصور الذاتي عن الزخم حيث أن الزخم في تعريفه هو مقياس مدى صعوبة إيقاف جسم متحرك ويختلف أيضاً القصور الذاتي عن الزخم حيث أنه لا يتضمن حركة الجسم فيكفي وجود الجسم في حالة حركة أو سكون ولكن علي الجانب الآخر فإن القصور الذاتي يركز علي مقدرة الجسم في البقاء في حالة من الحركة.

والزخم لديه عامل السرعة المتغير والذي يقوم بدوره في إعطاء الجسم المقدار والاتجاه الذي يسير فيه وهذا العامل غير موجود في مفاهيم أو قوانيين القصور الذاتي. [4] ، [2]