مفهوم تکانه در فیزیک
تا حالا به این فکر کردید که چرا زمین خوردن روی آسفالت دردناک تر از زمین خوردن روی زمین چمنه؟
چرا صندلی های ماشین یا اتوبوس رو از چوب نمی سازن؟
چرا وقتی با سرعت کم چکش روی میخ بزنیم توی دیوار فرو نمی ره و حتما باید خیلی سریع چکش رو روی میخ بکوبیم؟
چرا سربازها موقع شلیک گلوله، قنداق تفنگ رو روی شونه شون می گذارند؟
چرا وقتی می پریم موقع فرود روی زمین خم میشیم؟
از تجربه هامون میشه فهمید که هر چه قدر زمان اعمال نیرو بیشتر باشه در عمل اثر یا آسیب کمتری داریم.
تمام این موارد، ما رو با مفهومی به نام مبحث تکانه در فیزیک آشنا می کنه.
مثلا وقتی روی آسفالت زمین می خوریم به خاطر سفت بودن سطح، با زمان کمتری برخورد می کنیم و بیشتر آسیب میبینیم.
در مقابل، زمین چمن مثل یک سطح کشسان وانعطاف پذیر عمل می کنه و مدت فرود ما طولانی تر میشه؛ برای همین دردناک نیست.
مثالهایی درباره مبحث تکانه در فیزیک
در مورد جنس مبلی صندلی های ماشین و اتوبوس هم همین علت صادقه.
اگر اونا رو از چوب یا پلاستیک می ساختند، با گذشتن از اولین سرعت گیر یا چاله کمری برای مسافران باقی نمیموند!!
اما برای صندلی های مترو نیازی به خرج کردن پول زیاد برای ساخت صندلی های مبلی نیست.
چون در مسیر ریلها چاله یا سرعت گیری وجود نداره!
موقع شلیک، قنداق اسلحه باید روی شونه قرار بگیره، وگرنه به خاطر سرعت بالای گلوله، سرباز با شتاب زیاد به عقب پرت میشه.
و با توجه به اینکه قنداق طبق عمل و عکس العمل نیوتن همان نیروی گلوله رو داره، اگر به سرباز برخورد کنه به شدت بهش آسیب می زنه.
اگر از ارتفاع بلندی بپرید و زانو هاتون رو خم نکنید، درد شدیدی در پا به خصوص در مچ و زانو رو تجربه می کنید.
در حقیقت خم کردن بدن هنگام فرود باعث میشه با سرعت کمتری روی زمین قرار بگیرید پس آسیب نمیبینید.
برگردیم به مثال سرباز؛ سرباز بدنش رو با اسلحه یکی میکنه.
قنداق رو روی شونه اش میگذاره و گارد میگیره.
دستاش کنار بدنش می چسبند و اون با اینکار جرم خودش رو با جرم اسلحه جمع میزنه.
بر اساس تجربه میدونیم که هر چقدر جرم بیشتر باشه، شتاب کمتره و نیروی کمتری به بدن سرباز وارد میشه.
یعنی جرم ما ثابت می مونه، ولی ما با وصل کردن خودمون به جرم های دیگه از خطرات جلوگیری می کنیم!
کمربندی که سالها سعی کردند به ما بگویند که وجودش نیازه و دکوری نیست با همین دلیل از جون ما محافظت میکنه.
زیرا غیر از اینکه مدت زمان برخورد ما به جلو رو زیاد میکنه؛ چون جرم ما با جرم کل ماشین جمع میشه، با شتاب کمتری به شیشه یا صندلی جلو برخورد می کنیم.
فرمول مبحث تکانه
خلاصه تعدادی دانشمند از تجربیاتشون به روابط بین جرم ,سرعت, نیرو و زمان پی بردن و به خاطر کابرد های زیادش برای مبحث تکانه فرمول ساختن:
p=m.v
f∆t=∆p
همه زندگی ما بر پایه این روابط ساخته شده و ما رو به مبحثی به اسم تعادل می رسونه.
هر سازه ای که میبینید و پا بر جاست از قاعده تعادل پیروی میکنه.
حفظ کردن این فرمول ها فقط چند ثانیه زمان می بره ، احتمالا به همین دلیل اهمیت خاصی در کنکور ندارند.
در نهایت هم ساده ترین سوال امتحانات نهایی سال آخر از همین مبحث تکانه در فیزیک طرح میشه و بعد کاملاً فراموش میشه.
تهیه کننده: مهشاد شرع الاسلام – دانشجوی مهندسی صنایع (دانشگاه امیرکبیر)
لذت دروس را در تین سایت تجربه کنید.
ما در کنار شما هستیم تا تکالیف و الزامات درسی را برایتان لذت بخش کنیم.
