فيديو السؤال: كمية الحركة والقوة الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

قوة مقدارها 10 نيوتن تؤثر على جسم لمدة ثلاث ثوان، في الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم. ما مقدار تغير كمية حركة الجسم؟

في هذا السؤال لدينا قوة مقدارها 10 نيوتن تؤثر على جسم خلال فترة زمنية مقدارها ثلاث ثوان. وذكر في السؤال أن هذه القوة تؤثر في الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم. إذن لدينا جسم هنا. ولنفترض أنه يتحرك في هذا الاتجاه، نحو اليمين.

تشير المعطيات إلى أن هناك قوة مقدارها 10 نيوتن تؤثر على الجسم لفترة زمنية مقدارها ثلاث ثوان. لنفترض إذن أن الجسم يبدأ هنا وينتهي هنا. ويستغرق الأمر ثلاث ثوان للوصول إلى هذه النقطة. وعندها، تتوقف القوة عن التأثير.

وبما أننا نعلم أن القوة تؤثر في الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم، أوضحنا في الرسم أيضًا أن القوة تؤثر نحو اليمين. والمطلوب منا هو إيجاد مقدار التغير في كمية حركة الجسم. بعبارة أخرى، علينا إيجاد الكمية ‪Δ𝑝‬‏ أو التغير في كمية حركة الجسم.

لفعل ذلك، علينا تذكر أن الدفع المؤثر على جسم ما يعرف بأنه القوة، ‪𝐹‬‏، المؤثرة على هذا الجسم، مضروبة في الفترة الزمنية التي تؤثر خلالها القوة على الجسم، ‪Δ𝑡‬‏. ويمكننا أيضًا تذكر أن الدفع يساوي التغير في كمية حركة الجسم، أي ‪Δ𝑝‬‏، ما يعني أنه يمكننا هنا إيجاد قيمة ‪Δ𝑝‬‏ لأن لدينا ‪𝐹‬‏ و‪Δ𝑡‬‏ في المعطيات.

نقول إذن إن ‪Δ𝑝‬‏، وهو التغير في كمية الحركة، يساوي القوة المؤثرة على الجسم، التي تساوي 10 نيوتن؛ مضروبة في الفترة الزمنية، ‪Δ𝑡‬‏، التي تساوي ثلاث ثوان. وهي الفترة الزمنية التي تؤثر خلالها القوة على الجسم.

ومن ثم عند إيجاد قيمة الطرف الأيمن من المعادلة، نتوصل إلى أن التغير في كمية الحركة يساوي 30 كيلوجرام متر لكل ثانية. ونعرف أن الوحدة هنا هي الكيلوجرام متر لكل ثانية لأننا استخدمنا الوحدات المعيارية لكل من القوة والفترة الزمنية. فلدينا القوة بالنيوتن، والفترة الزمنية بالثواني.

ونظرًا لأن لدينا الوحدات المعيارية في الطرف الأيمن من المعادلة، سيكون لدينا أيضًا الوحدات المعيارية في الطرف الأيسر منها. والوحدة المعيارية لكمية الحركة أو التغير في كمية الحركة هي الكيلوجرام متر لكل ثانية. ومن ثم، فإن الإجابة النهائية هي أن التغير في كمية حركة الجسم يساوي 30 كيلوجرام متر لكل ثانية.