2-3- حفظ الزخم - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 حفظ الزخم

المفاهيم الأساسية

النظام المغلق: نظام لا تتبادل فيه الأجسام كتلة مع محيطها.

النظام المعزول: نظام لا تؤثر فيه قوى خارجية محصلة.

قانون حفظ الزخم: مجموع زخم نظام معزول يبقى ثابتاً.

خريطة المفاهيم

```markmap

الزخم وحفظه

3-1 مراجعة (أسئلة تطبيقية)

6. الزخم كمية متجهة

#### - الاتجاه جزء من الزخم

#### - السرعة المتساوية + اتجاه مختلف = زخم مختلف

7. الدفع ووقت التلامس

#### - ثني الركبتين يزيد زمن التلامس

#### - زيادة زمن التلامس تقلل القوة المؤثرة (F = Δp/Δt)

8. مقارنة الزخم

#### - الزخم = الكتلة × السرعة (p = mv)

#### - ناقلة النفط ساكنة (v=0) ⇒ زخمها = صفر

#### - قطرة المطر متحركة ⇒ لها زخم

9. حساب التغير في الزخم والدفع والقوة

#### - التغير في الزخم (Δp) = الزخم النهائي - الزخم الابتدائي

#### - الدفع (J) = التغير في الزخم (Δp)

#### - القوة المتوسطة (F) = الدفع (J) / زمن التلامس (Δt)

10. التغير في الزخم والسرعة

#### - السرعة لها مقدار واتجاه

#### - تغير الاتجاه مع ثبات المقدار ⇒ تغير في الزخم ≠ صفر

11. الدفع على الهدف

#### - الدفع = التغير في زخم السهم

#### - السهم المرتد: تغير أكبر في الزخم ⇒ دفع أكبر على الهدف

2-3 حفظ الزخم

الأهداف

#### - الربط بين القانون الثالث لنيوتن وحفظ الزخم

#### - معرفة الظروف اللازمة لحفظ الزخم

#### - حل مسائل حفظ الزخم

تصادم جسمين

#### - القوى بين الجسمين متساوية في المقدار ومتعاكسة في الاتجاه (قانون نيوتن الثالث)

##### F_{C \ on \ D} = -F_{D \ on \ C}

#### - الدفعان متساويان في المقدار ومتعاكسان في الاتجاه

#### - التغير في الزخم لكل جسم يساوي الدفع المؤثر عليه

##### P_{Cf} - P_{Ci} = F_{C \ on \ D} \Delta t

##### P_{Df} - P_{Di} = F_{D \ on \ C} \Delta t

#### - قانون حفظ الزخم

##### P_{Cf} + P_{Df} = P_{Ci} + P_{Di}

##### - الزخم المكتسب من جسم = الزخم المفقود من الجسم الآخر

##### - زخم النظام المعزول ثابت (محفوظ)

```

نقاط مهمة

• ينتج حفظ الزخم مباشرة من القانون الثالث لنيوتن ونظرية الدفع-الزخم.
• في التصادم، القوى المتبادلة بين الجسمين تؤثر خلال الفترة الزمنية نفسها.
• مجموع زخم الجسمين قبل التصادم يساوي مجموع زخميهما بعده في نظام معزول.
• لتبسيط دراسة التصادمات، ندرس أنظمة بسيطة (مثل كرتين) بدلاً من الأنظمة المركبة (مثل مضرب ولاعب وأرض).

رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa

2-3- حفظ الزخم

الأهداف

. تربط بين القانون الثالث لنيوتن وحفظ الزخم. . تعرف الظروف اللازمة لحفظ الزخم. . تحل مسائل حفظ الزخم.

المفردات

النظام المغلق النظام المعزول قانون حفظ الزخم

لقد درست في الدرس الأول من هذا الفصل، كيف تغير القوة المؤثرة في فترة زمنية زخم كرة بيسبول. ولقد تعلمت من القانون الثالث لنيوتن أن القوى هي نتيجة للتفاعلات بين جسمين؛ فعندما يؤثر المضرب في الكرة بقوة فإنّ الكرة تؤثر في المضرب بمقدار القوة نفسه ولكن في الاتجاه المعاكس. فهل يتغير زخم المضرب ؟

Two - Particle Collisions تصادم جسمين

عندما يضرب اللاعب كرة البيسبول فإنّ المضرب ويد اللاعب وذراعيه والأرض التي يقف عليها تتفاعل معًا، لذا لا يمكن اعتبار المضرب جسما منفصلاً. لتيسير دراسة التصادم يمكن أن نتفحص نظامًا أبسط ، مقارنة بالنظام المركب السابق، كالتصادم بين كرتين. انظر الشكل 4-3 .

إن كل كرة تؤثر في الأخرى بقوة في أثناء عملية تصادم الكرتين معا، وإن القوتين اللتين تؤثر بهما كل كرة في الأخرى متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه، على الرغم من اختلاف حجمي الكرتين وسرعتيهما المتجهتين؛ وذلك استنادًا إلى القانون الثالث لنيوتن في الحركة، وتمثل هاتان القوتان بالمعادلة الآتية:

.F C D =-F D في C

ما العلاقة بين الدفعين اللذين تبادلت الكرتان التأثير بهما ؟ بما أنّ القوتين أثرتا خلال الفترة الزمنية نفسها فإنّ دفعي الكرتين يجب أن يكونا متساويين في المقدار ومتعاكسين في الاتجاه.

كيف تغير زخم الكرتين نتيجة للتصادم ؟

استنادًا إلى نظرية الدفع - الزخم فإنّ التغير في الزخم يساوي الدفع، وتبعا لذلك فإن التغير في الزخم لكل من الكرتين كالآتي:

PC-PC₁=FCD At : C للكرة PDf-PDi=FDC At :D وللكرة

والآن نقارن بين التغير في الزخم لكل من الكرتين؛ حيث إن الفترة الزمنية التي تؤثر خلالها القوتان هي نفسها، كما أن FDic FC D وفقًا للقانون الثالث لنيوتن في الحركة، فإنّ دفعي الكرتين متساويان في المقدار ومتعاكسان في الاتجاه. وتبعا لذلك فإن:

Pcf-PC-(PDF - PD)

PCf+PDfPCi + PDi

وتشير هذه المعادلة إلى أن مجموع زخم الكرتين قبل التصادم يساوي مجموع زخميهما بعد التصادم. وهذا يعني أن الزخم المكتسب من الكرة D يساوي الزخم المفقود من الكرة C. فإذا كان النظام يتكوّن من الكرتين فإنّ زخم النظام يكون ثابتا أو محفوظاً.

الشكل 4-3 عندما تصطدم كرتان فإن كلا منهما تؤثر في الأخرى بقوة مما يؤدي إلى تغير زخميهما.

رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa 2-3- حفظ الزخم --- SECTION: الأهداف --- الأهداف . تربط بين القانون الثالث لنيوتن وحفظ الزخم. . تعرف الظروف اللازمة لحفظ الزخم. . تحل مسائل حفظ الزخم. --- SECTION: المفردات --- المفردات النظام المغلق النظام المعزول قانون حفظ الزخم لقد درست في الدرس الأول من هذا الفصل، كيف تغير القوة المؤثرة في فترة زمنية زخم كرة بيسبول. ولقد تعلمت من القانون الثالث لنيوتن أن القوى هي نتيجة للتفاعلات بين جسمين؛ فعندما يؤثر المضرب في الكرة بقوة فإنّ الكرة تؤثر في المضرب بمقدار القوة نفسه ولكن في الاتجاه المعاكس. فهل يتغير زخم المضرب ؟ --- SECTION: Two - Particle Collisions تصادم جسمين --- Two - Particle Collisions تصادم جسمين عندما يضرب اللاعب كرة البيسبول فإنّ المضرب ويد اللاعب وذراعيه والأرض التي يقف عليها تتفاعل معًا، لذا لا يمكن اعتبار المضرب جسما منفصلاً. لتيسير دراسة التصادم يمكن أن نتفحص نظامًا أبسط ، مقارنة بالنظام المركب السابق، كالتصادم بين كرتين. انظر الشكل 4-3 . إن كل كرة تؤثر في الأخرى بقوة في أثناء عملية تصادم الكرتين معا، وإن القوتين اللتين تؤثر بهما كل كرة في الأخرى متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه، على الرغم من اختلاف حجمي الكرتين وسرعتيهما المتجهتين؛ وذلك استنادًا إلى القانون الثالث لنيوتن في الحركة، وتمثل هاتان القوتان بالمعادلة الآتية: .F C D =-F D في C ما العلاقة بين الدفعين اللذين تبادلت الكرتان التأثير بهما ؟ بما أنّ القوتين أثرتا خلال الفترة الزمنية نفسها فإنّ دفعي الكرتين يجب أن يكونا متساويين في المقدار ومتعاكسين في الاتجاه. كيف تغير زخم الكرتين نتيجة للتصادم ؟ استنادًا إلى نظرية الدفع - الزخم فإنّ التغير في الزخم يساوي الدفع، وتبعا لذلك فإن التغير في الزخم لكل من الكرتين كالآتي: PC-PC₁=FCD At : C للكرة PDf-PDi=FDC At :D وللكرة والآن نقارن بين التغير في الزخم لكل من الكرتين؛ حيث إن الفترة الزمنية التي تؤثر خلالها القوتان هي نفسها، كما أن FDic FC D وفقًا للقانون الثالث لنيوتن في الحركة، فإنّ دفعي الكرتين متساويان في المقدار ومتعاكسان في الاتجاه. وتبعا لذلك فإن: Pcf-PC-(PDF - PD) PCf+PDfPCi + PDi وتشير هذه المعادلة إلى أن مجموع زخم الكرتين قبل التصادم يساوي مجموع زخميهما بعد التصادم. وهذا يعني أن الزخم المكتسب من الكرة D يساوي الزخم المفقود من الكرة C. فإذا كان النظام يتكوّن من الكرتين فإنّ زخم النظام يكون ثابتا أو محفوظاً. --- SECTION: الشكل 4-3 --- الشكل 4-3 عندما تصطدم كرتان فإن كلا منهما تؤثر في الأخرى بقوة مما يؤدي إلى تغير زخميهما. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: تصادم كرتان Description: Diagram showing two balls colliding. The first image shows ball C and ball D before collision. Ball C has momentum Pci and ball D has momentum PDi. The second image shows the balls during collision with force FC in D and FD in C. The third image shows the balls after collision with ball C having momentum Pcf and ball D having momentum PDf. Table Structure: Headers: N/A Context: Illustrates the collision of two balls and the change in momentum.