تحليل التصادمات - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 تحليل التصادمات

المفاهيم الأساسية

النظام المعزول: نظام لا تؤثر عليه قوى خارجية صافية.

الزخم المحفوظ: كمية فيزيائية تبقى ثابتة في النظام المعزول.

الطاقة المحفوظة: كمية فيزيائية يمكن أن تبقى ثابتة أو تتغير حسب نوع التصادم.

خريطة المفاهيم

```markmap

الفصل 5: الطاقة وحفظها

2-5 حفظ الطاقة

أمثلة تطبيقية

#### مثال 2: سقوط غصن شجرة

##### المعطيات

• الكتلة (m): 22.0 kg
• الارتفاع الابتدائي (h غصن): 13.3 m
• ارتفاع السقف (h سقف): 6.0 m
• التسارع (g): 9.80 m/s²
• السرعة الابتدائية (v₁): 0.0 m/s

##### خطوات الحل

###### 1. تحليل المسألة ورسمها

• اختر مستوى الإسناد (ارتفاع السقف).
• مثل الوضع الابتدائي والنهائي.
• مثل بيانياً بالأعمدة.

###### 2. إيجاد الكمية المجهولة

• أوجد الارتفاع النسبي: h = h غصن - h سقف = 7.3 m
• أوجد طاقة الوضع الابتدائية: PE₁ = mgh = 1.6×10³ J
• الطاقة الحركية الابتدائية: KE₁ = 0.0 J
• الطاقة الحركية النهائية: KE₁ = PE₁ = 1.6 × 10³ J (بسبب حفظ الطاقة)

###### 3. تقويم الجواب

• فحص الوحدات: السرعة (m/s)، الطاقة (J).
• فحص الإشارات: الطاقة الحركية (KE) ومقدار السرعة دائمًا موجب.

مسائل تدريبية

#### 14. سائق دراجة وصعود تل

• المطلوب: حساب طاقة الحركة الابتدائية، ثم الارتفاع الذي يتوقف عنده.

#### 15. نظام الطاقة المحفوظة

• المطلوب: تحديد النظام الذي تـُحفظ فيه الطاقة ومصدر الطاقة.

#### 16. متزلج بين تلين

• المطلوب: حساب السرعة عند قاع الوادي وأعلى التل الثاني، وتحديد تأثير زاوية الميل.

#### 17. مسابقة الغوص والطاقة الحركية

• المطلوب: حساب الارتفاع الذي يجب أن يقفز إليه غواص خفيف ليعادل طاقة غواص أثقل.

3-5 تحليل التصادمات

المبدأ الأساسي

• تحليل حركة الأجسام قبل التصادم وبعده مباشرة.

الكميات المحفوظة

• في النظام المعزول: الزخم والطاقة محفوظان.
• خارج النظام المعزول: الطاقة الوضعية أو الحركية يمكن أن تقل، تبقى ثابتة، أو تزداد.

أنواع التصادمات (الشكل 12-5)

#### الحالة 1

• الجسمان يتحركان في اتجاهين متعاكسين بعد التصادم.
• الزخم محفوظ: pᵢ = 1.00 \text{ kg.m/s} = p_f

#### الحالة 2

• الجسم المتحرك يتوقف، والجسم الساكن يتحرك.

#### الحالة 3

• الجسمان يلتحمان ويتحركان كجسم واحد.

```

نقاط مهمة

• تحليل التصادم يعتمد على دراسة حركة الأجسام قبل وبعد التصادم مباشرة.
• الزخم محفوظ في النظام المعزول.
• الطاقة قد تكون محفوظة أو لا، حسب نوع التصادم.
• يوضح الشكل 12-5 ثلاثة أنواع مختلفة من التصادمات مع بقاء الزخم محفوظاً.

Analyzing collisions

من الحالات الشائعة التي تطرح في موضوعات أو الجسيمات المكونة للذرة، بعضها مع بعض. تعتمد تفاصيل التعامل مع التصادم على دراسة حركة الأجسام قبل التصادم، وبعده مباشرة. لكن ما الكميات الفيزيائية المحفوظة، وأيها عندئذ تحليل النظام؟ إذا كان النظام معزولاً فإن الزخم والطاقة محفوظان، وإلا فإن الطاقة الوضع أو الطاقة الحركية في النظام يمكن أن تقل، أو تبقى ثابتة، أو تزداد؛ تبعاً لنوع الطاقة الحركية محفوظة أم لا. ويبين الشكل 12-5 ثلاثة أنواع من التصادمات.

pᵢ = p<0xE2><0x82><0x9C>ᵢ + p<0xE2><0x82><0x97>ᵢ = (1.00 kg)(1.00 m/s) + (1.00 kg)(0.00 m/s) = 1.00 kg.m/s

p<0xE2><0x82><0x97> = p<0xE2><0x82><0x9C>ƒ + p<0xE2><0x82><0x97>ƒ = (1.00 kg)(-0.20 m/s) + (1.00 kg)(1.20 m/s) = 1.00 kg.m/s

لذا فإن الزخم في الحالة 1 محفوظ. انظر مجدداً الشكل 12-5، وبيّن أن الزخم محفوظ في الحالتين 2 و 3.

يمكن أن يحدث جسمان متحركان تصادمات مختلفة. الحالة 1 يتبعان الجسيمان في اتجاهين متعاكسين. الحالة 2 يتوقف الجسم المتحرك ويتحرك الجسم الساكن. وفي الحالة 3 يلتحم الجسمان ويتحركان كجسم واحد.

--- SECTION: تحليل التصادمات --- Analyzing collisions من الحالات الشائعة التي تطرح في موضوعات أو الجسيمات المكونة للذرة، بعضها مع بعض. تعتمد تفاصيل التعامل مع التصادم على دراسة حركة الأجسام قبل التصادم، وبعده مباشرة. لكن ما الكميات الفيزيائية المحفوظة، وأيها عندئذ تحليل النظام؟ إذا كان النظام معزولاً فإن الزخم والطاقة محفوظان، وإلا فإن الطاقة الوضع أو الطاقة الحركية في النظام يمكن أن تقل، أو تبقى ثابتة، أو تزداد؛ تبعاً لنوع الطاقة الحركية محفوظة أم لا. ويبين الشكل 12-5 ثلاثة أنواع من التصادمات. pᵢ = p<0xE2><0x82><0x9C>ᵢ + p<0xE2><0x82><0x97>ᵢ = (1.00 kg)(1.00 m/s) + (1.00 kg)(0.00 m/s) = 1.00 kg.m/s p<0xE2><0x82><0x97> = p<0xE2><0x82><0x9C>ƒ + p<0xE2><0x82><0x97>ƒ = (1.00 kg)(-0.20 m/s) + (1.00 kg)(1.20 m/s) = 1.00 kg.m/s لذا فإن الزخم في الحالة 1 محفوظ. انظر مجدداً الشكل 12-5، وبيّن أن الزخم محفوظ في الحالتين 2 و 3. --- SECTION: الشكل 12-5 --- يمكن أن يحدث جسمان متحركان تصادمات مختلفة. الحالة 1 يتبعان الجسيمان في اتجاهين متعاكسين. الحالة 2 يتوقف الجسم المتحرك ويتحرك الجسم الساكن. وفي الحالة 3 يلتحم الجسمان ويتحركان كجسم واحد. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 12-5 Description: Three cases of collisions between two objects (C and D) are illustrated. Each case shows the initial (بداية) and final (نهاية) states with masses and velocities. Case 1: Objects move in opposite directions and then rebound. Case 2: One object is stationary initially, then moves after collision. Case 3: Objects collide and move together as one unit. Data: Illustrates different types of collisions and their outcomes. Key Values: Masses are 1.00 kg for both objects in all cases., Velocities are given in m/s. Context: Illustrates conservation of momentum in different collision scenarios.