سهم كتلته 0.05kg اصطدم بتفاحة ساكنة كتلتها 0.1kg فاستقرت بها وتحركتا معا بسرعة 30m/s فتكون السرعة الابتدائية للسهم قبل التصادم تساوي؟
طلاب "منصة رمشة" الباحثين عن الإجابة الصحيحة لسؤال: سهم كتلته 0.05kg اصطدم بتفاحة ساكنة كتلتها 0.1kg فاستقرت بها وتحركتا معا بسرعة 30m/s فتكون السرعة الابتدائية للسهم قبل التصادم تساوي بيت العلم، في منصتنا منصة رمشة تبنى أجيال وتربيها على التعلم الصحيح للمواد والمعاملات اليومية، فكل مادة لها تأثيرها على الطالب فتجعله يعي كل ما حوله جيداً ويعرف واجباته ومهامه.
سهم كتلته 0.05kg اصطدم بتفاحة ساكنة كتلتها 0.1kg فاستقرت بها وتحركتا معا بسرعة 30m/s فتكون السرعة الابتدائية للسهم قبل التصادم تساوي
يجتمع في منصة رمشة معلمونا الأفاضل ليمنحونا شرف التعلم، لننهل من معرفتهم وتربيتهم وأخلاقهم، فكم من مسألة كانت صعبة أصبحت سهلة سلسة بعد شرحهم ومعرفة حلها الصحيح.
سهم كتلته 0.05kg اصطدم بتفاحة ساكنة كتلتها 0.1kg فاستقرت بها وتحركتا معا بسرعة 30m/s فتكون السرعة الابتدائية للسهم قبل التصادم تساوي؟
الحل النموذجي:
90m/s
حساب السرعة الابتدائية للسهم قبل الاصطدام:
لنستخدم مبدأ حفظ الزخم لحلّ هذه المسألة.
مبدأ حفظ الزخم ينص على أن:
مجموع زخم جميع الأجسام في نظام مغلق يبقى ثابتًا طالما لم تؤثر أي قوة خارجية على النظام.
في هذه المسألة، النظام المغلق يتكون من السهم و التفاحة.
قبل الاصطدام:
السهم:
السرعة: v_i (غير معروفة)
الكتلة: m_a = 0.05 kg
الزخم: p_ai = m_a * v_i
التفاحة:
السرعة: v_i = 0 (ساكنة)
الكتلة: m_b = 0.1 kg
الزخم: p_bi = m_b * v_i = 0
بعد الاصطدام:
السهم والتفاحة يتحركان معًا:
السرعة النهائية: v_f = 30 m/s (معروفة)
الكتلة الكلية: m_total = m_a + m_b = 0.05 kg + 0.1 kg = 0.15 kg
الزخم النهائي: p_f = m_total * v_f = 0.15 kg * 30 m/s = 4.5 kg m/s
باستخدام مبدأ حفظ الزخم:
p_ai + p_bi = p_f
حيث:
p_ai: زخم السهم قبل الاصطدام
p_bi: زخم التفاحة قبل الاصطدام
p_f: زخم السهم والتفاحة معًا بعد الاصطدام
في هذه الحالة:
0.05 kg * v_i + 0 = 4.5 kg m/s
فكّ المعادلة لحساب v_i:
v_i = (4.5 kg m/s) / (0.05 kg)
v_i = 90 m/s
لذلك، فإن السرعة الابتدائية للسهم قبل الاصطدام كانت 90 m/s.
ملاحظة:
هذه السرعة عالية جدًا للسهم ذو الكتلة 0.05 kg.
من الممكن أن تكون هناك افتراضات غير صحيحة في المسألة، مثل تجاهل مقاومة الهواء أو افتراض اصطدام مرن تمامًا.
في الواقع، قد تكون السرعة الابتدائية للسهم قبل الاصطدام أقل من 90 m/s.
