ما هو التصادم غير المرن تمامًا؟
التصادم غير المرن تمامًا هو تصادم يلتقي فيه جسمان ثم يتحركان معًا ككتلة واحدة مندمجة بعد الاصطدام. في هذا النوع من التصادمات تبقى كمية التحرك (الزخم) محفوظة دائمًا، لكن الطاقة الحركية لا تُحفظ — إذ يتحول جزء منها إلى حرارة وصوت وتشوّه دائم في الأجسام. تحسب هذه الأداة السرعة النهائية المشتركة للجسمين الملتصقين، إلى جانب كمية التحرك الكلية ومقدار الطاقة الحركية المفقودة لحظة الاصطدام.
كيفية الاستخدام
أدخل كتلة كل جسم وسرعته. استخدم القيم الموجبة للأجسام المتحركة في اتجاه واحد، والقيم السالبة للأجسام المتحركة في الاتجاه المعاكس. تعطيك الحاسبة السرعة النهائية المشتركة، وكمية التحرك الكلية المحفوظة، والطاقة الحركية الابتدائية والنهائية، ومقدار الطاقة الحركية التي تبددت أثناء التصادم.
شرح المعادلة
وفقًا لقانون حفظ كمية التحرك، فإن إجمالي كمية التحرك قبل التصادم يساوي إجماليها بعده: $$m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2)v'$$ وبحل المعادلة لإيجاد السرعة المشتركة نحصل على: $$v' = \frac{m_1 v_1 + m_2 v_2}{m_1 + m_2}$$ أما الطاقة الحركية المفقودة فهي الفرق بين مجموع الطاقتين الحركيتين الابتدائيتين والطاقة الحركية للكتلة المندمجة وهي تتحرك بالسرعة \(v'\).
مثال محلول
عربة كتلتها 2 كجم تتحرك بسرعة 3 م/ث تصطدم بعربة ساكنة كتلتها 1 كجم (\(v_2 = 0\)) فتلتصقان معًا. السرعة النهائية هي $$v' = \frac{2\cdot 3 + 1\cdot 0}{2 + 1} = \frac{6}{3} = 2 \ \text{م/ث}$$ الطاقة الحركية الابتدائية = \(\tfrac{1}{2}\cdot 2\cdot 3^2 = 9\) جول؛ والطاقة الحركية النهائية = \(\tfrac{1}{2}\cdot 3\cdot 2^2 = 6\) جول، أي أن 3 جول من الطاقة الحركية فُقدت في التصادم.
الأسئلة الشائعة
هل تُحفظ كمية التحرك دائمًا؟ نعم — في أي تصادم لا تؤثر فيه قوى خارجية تبقى كمية التحرك الكلية محفوظة، حتى عندما لا تُحفظ الطاقة الحركية.
لماذا تُفقد الطاقة الحركية؟ في التصادم غير المرن تتحول جزء من الطاقة إلى تشويه الأجسام وتوليد الحرارة وإصدار الصوت، لذلك تكون الطاقة الحركية النهائية أقل من الابتدائية.
ماذا لو تحرك الجسمان في اتجاهين متعاكسين؟ أدخل إحدى السرعتين بقيمة سالبة. فالمجموع الجبري لكميات التحرك (مع مراعاة الإشارة) هو ما يحدد مقدار السرعة النهائية واتجاهها معًا.
