كمية الحركة الخطية : Linear Momentum
تتسبب القوة في تأثيرها على اي كتلة ، حركة لهذه الكتلة لها سرعة معينة ، أو انها تغير من سرعة هذه الكتلة اذا كانت في حالة حركة ، ويمكن تسمية مايحدث في هذه الحالة بمقدار الحركة ، الذي يتمثل في ناتج ضرب كل من الكتلة في السرعة . ومقدار الحركة قابل للتغير تحت اية قوة مضافة سواء بالزيادة او النقصان ، وهو يعبر عن كمية الحركة والتي يرمز اليها بالرمز ( M ) ويمكن حسابها عن طريق :
M = m v
حيث ( m ) هي الكتلة ، ( v ) هي السرعة وتستخدم وحدات الكيلو غرام . متر /ثا لتمييز هذا المتغير .
وبناءا على ذلك فانه عندما تؤثر اي قوة على جسم ما وتغير من سرعته فانها بذلك تعمل على تغير كمية حركته . وكلما زاد مقدار القوة وزمن تأثيرها زادت كمية حركة الجسم .
ومن الممكن ان يحدث تغيير في كمية الحركة بمعدلات سريعة ولكن يتطلب ذلك قوى عالية القيمة وسريعة التأثير كما هو الحال في تسارع جسم لاعب الجمناستك في ركضته التقربية الى منصة القفز ، وتسارع جسم العداء في بداية السباق .
الدفـــــع : Impulse
ان المعدل السريع في تغير كمية حركة الجسم يقودنا الى مفهوم جديد يعرف بالدفع ، حيث الدفع ماهو إلاَ قوة كبيرة لزمن محدود تؤثر في تغيير كمية حركة الجسم تغييرا كبيرا . فالتغير في كمية حركة الجسم تحت تأثير قوة كبيرة لزمن محدود يعني الفرق بين كميتي الحركة قبل وبعد حدوث تأثير القوة وهذا يعني ان زمن التأثير هنا يلعب دورا جوهريا ، فقوة قليلة تؤثر لفترة زمنية طويلة قد تؤدي الى نفس النتيجة في حالة اذا كانت القوة كبيرة وتؤثر لفترة زمنية قليلة .
لذا فانه يمكن صياغة قانون التعجيل لنيوتن بالشكل الذي يوضح التغيير في كمية حركة الجسم على النحو التالي :
F(t)=m2-m1=∆mA
حيث ( F ) هي القوة ، ( t ) هو زمن تأثيرها ، ( m2 ) هي كمية الحركة النهائية ، ( m1 ) هي كمية الحركة الابتدائية ، ( ∆ ) هي معدل التغير .
كمية الحركة الزاوية : Angular Momentum
يقاوم اي جسم خاصيته القصورية التي تمثل الكتلة في الحركة الخطية وقصور الدوران في الحركة الدورانية . فالجسم يقاوم التغير في حركته سواء كانت خطية أو دورانية ، وبمجرد ان يتحرك الجسم حركة دورانية فانه يكتسب كمية حركة زاوية ، وقيمة هذه الحركة الدورانية عبارة عن قصوره الدوراني مضروبا في سرعته الزاوية . ويستخدم مصطلح القصور الذاتي في التعبير عن الخاصية القصورية المقاومة لحركة الجسم في مسار دائري ويستخدم القانون التالي في ايضاح ذلك حيث :
L = Iω=mk2.ω
حيث ( L ) هي كمية الحركة الدورانية ، (m ) هي كتلة الجسم ، ( K ) هي نصف القطر ، ( I ) هي قيمة ثابتة تعبر عن قصور الدوران ولها جداولها الخاصة ، (ω) هي السرعة الزاوية .
وتمثل كمية الحركة الزاوية لأجزاء الجسم المختلفة الدور الاساسي في جميع انواع الاداء الرياضي ، وتتأثر الخاصية القصورية الدورانية للجسم البشري بتغير الاوضاع التي يتخذها اثناء الدوران سواء كان هذا الدوران حرا في الهواء أو حول محور ثابت ، بمعنى ان قيمة هذا القصور او المقاومة الطبيعية للدوران تصل الى ادنى حد عندما يكون الجسم في حالة تكور اي اقتراب الاجزاء من الحور الرئيسي للجسم ، كما تصل الى اعلى حدودها في حالة الامتداد الكامل للجسم .
فيمكن ملاحظة سهولة الدوران والجسم في حالة تكور عنه والجسم في حالة امتداد ، بل وان مقاومة الجسم للدوران في حالة دوران الجسم وهو مستقيم تصل الى اربعة اضعاف مقاومته للدوران وهو في حالة التكور .
وعلى نفس النمط الذي نتعامل به مع الجسم في الحركة الخطية فان دوران الجسم في الهواء تحكمه كمية الحركة الزاوية التي انطلق بها ، فهذه القيمة لاتتغير منذ لحظة الانطلاق وحتى الهبوط إلاَ انه يمكن استغلال الارتباط القوي بين كل من سرعة الدوران ( ω ) وعزم القصور الذاتي ( I ) في تشكيل الاوضاع والسرعات التي تتطلبها الاداءات الرياضية .
بمعنى ان تقليل قيمة القصور الذاتي اراديا يؤدي الى زيادة السرعة الزاوية أو سرعة الدوران . فلكي يحقق لاعب الجمناستك أو الغطس اعلى سرعة دورانية ممكنة فإنه يقوم بعمل تكور اي بمعنى تقريب اجزاء جسمه من المحور المراد الدوران حوله ، في حين يعمل على مد جسمه في الاعداد للهبوط للتقليل من سرعة الدوران وتحقيق الهبوط المناسب .
وبنفس الاسلوب المتبع في حساب الدفع ( Impulse ) في الحركة الخطية وهو يعادل التغير في كمية الحركة فإنه يمكن حساب مايسمى بدفع الدوران او الدفع الزاوي الذي يرتبط بمعدل تغير كمية الحركة الدورانية ، فدفع الدوران يساوي :
( Iω2 - Iω1 )
حيث ( Iω1 ) وهي كمية الحركة الدورانية قبل تأثير دفع الدوران ، ( Iω2 ) هي كمية الحركة الدورانية بعد تأثير دفع الدوران ، ودفع الدوران لايتحقق إلاَ اذا تأثر الجسم بعزم دوراني ، اي بمعنى تأثر الجسم بمجموعة من القوى لايمر خط عملها بمركز ثقله .
بعض القوانين الميكانيكية المفسرة لحركة الجسم
رد مع اقتباس
المفضلات