نسخة الفيديو النصية
جسم كمية حركته 12 كيلوجرام-متر لكل ثانية، تؤثر عليه قوة ثابتة لمدة ثماني ثوان، بعد هذه المدة تصبح كمية حركة الجسم ستة كيلوجرام-متر لكل ثانية. أوجد القوة التي أثرت على الجسم.
لدينا جسم كمية حركته الابتدائية 12 كيلوجرام-متر لكل ثانية. دعونا نفترض أن هذه النقطة الوردية هنا هي الجسم. وسنسمي كمية حركته الابتدائية 𝐩 واحد، بحيث يكون 𝐩 واحد يساوي 12 كيلوجرام-متر لكل ثانية. كمية الحركة هي كمية متجهة، وهذا يعني أن لها اتجاهًا ومقدارًا. لنفترض أن كمية حركة الجسم في هذا الاتجاه. علمنا بعد ذلك من المعطيات أن الجسم تؤثر عليه قوة ثابتة لمدة ثماني ثوان، وبعد مرور هذه الفترة الزمنية، تصبح كمية حركة الجسم ستة كيلوجرام-متر لكل ثانية. إذن، يمكننا رسم الجسم مرة أخرى بعد مرور الفترة الزمنية التي تبلغ ثماني ثوان، والتي سميناها Δ𝑡. وسنسمي كمية حركة الجسم الجديدة 𝐩 اثنين، بحيث يكون 𝐩 اثنان يساوي ستة كيلوجرام-متر لكل ثانية.
بما أن كمية الحركة الأصلية 𝐩 واحد موجبة وكمية الحركة الجديدة 𝐩 اثنين أيضًا موجبة، فإن 𝐩 اثنين ستكون في نفس اتجاه 𝐩 واحد. ويمكننا تمثيل ذلك باستخدام سهم بهذا الشكل. مطلوب منا حساب القوة التي أثرت على الجسم وتسببت في هذا التغير في كمية حركته. يمكننا تذكر أنه عند وجود قوة مؤثرة تتسبب في تغير كمية حركة جسم، فإنه إذا تغيرت كمية حركة الجسم بمقدار Δ𝐩 خلال فترة زمنية Δ𝑡، فإن القوة 𝐹 التي تؤثر على هذا الجسم تساوي Δ𝐩 مقسومًا على Δ𝑡. نحن نعلم الفترة الزمنية Δ𝑡، ونعلم كمية الحركة التي بدأ بها الجسم، وكذلك كمية الحركة التي انتهى بها.
إذن، يمكننا استخدام قيمتي 𝐩 واحد و𝐩 اثنين لحساب التغير في كمية حركة الجسم Δ𝐩. Δ𝐩 يساوي كمية الحركة النهائية 𝐩 اثنين ناقص كمية الحركة الابتدائية 𝐩 واحد. وبالتعويض بقيمتي 𝐩 اثنين و𝐩 واحد في المعادلة، نجد أن التغير في كمية الحركة يساوي سالب ستة كيلوجرام-متر لكل ثانية. القيمة التي أوجدناها لـ Δ𝐩 سالبة لأن 𝐩 اثنين أصغر من 𝐩 واحد. هذا يعني أن كمية حركة الجسم تقل، وعليه، فإن التغير في كمية حركة الجسم له قيمة سالبة. لدينا الآن قيمتا Δ𝐩 وΔ𝑡. لذا، يمكننا التعويض بهاتين القيمتين في هذه المعادلة لحساب القوة 𝐹. وبفعل ذلك، نجد أن 𝐹 تساوي سالب ستة كيلوجرام-متر لكل ثانية مقسومًا على ثماني ثوان.
تجدر الإشارة هنا إلى أن الكيلوجرام-متر لكل ثانية هو الوحدة الأساسية لكمية الحركة وفقًا للنظام الدولي للوحدات، والثانية هي الوحدة الأساسية للزمن وفقًا للنظام الدولي للوحدات. بعبارة أخرى، كل من Δ𝐩 وΔ𝑡 معطى بالوحدة الأساسية الخاصة به وفقًا للنظام الدولي للوحدات. وهذا يعني أن القوة 𝐹 التي نريد حسابها ستكون بالوحدة الأساسية للقوى وفقًا للنظام الدولي للوحدات، وهي النيوتن. إذن، بحساب هذا المقدار لمعرفة قيمة 𝐹، نحصل على ناتج يساوي سالب 0.75 نيوتن. القيمة السالبة لهذه القوة تعني أنها تؤثر في الاتجاه المعاكس لكمية حركة الجسم. وبما أن كمية حركة الجسم في الشكل لدينا في اتجاه اليمين، فإن اتجاه القوة سيكون إلى اليسار في الشكل.
القوة 𝐹 تمثل المطلوب منا حسابه في السؤال. وبهذا، تكون إجابة هذا السؤال هي أن القوة التي أثرت على الجسم تساوي سالب 0.75 نيوتن.
