تکانه ( قسمت دوم - رابطه میان تکانه و ضربه )
به نام خدا
در این قسمت با رابطه ی میان ضربه و تکانه می پردازیم
ضربه باعث تغییر تکانه می شود
دانستیم که دو عامل مهم برای تغییر تکانه نیرو و زمان است یعنی برای تغییر تکانه یک جسم احتیاج به اعمال نیرو داریم و همچنین عامل مهم دیگر مدت زمانی است که نیرو به جسم اعمال می شود هر چه زمان و نیرو بیشتر باشند تغییر تکانه بیشتر است. به حاصلضرب این دو عامل با یکدیگر ضربه ی گوییم . و به طور ریاضی می گوییم:
ضربه = نیرو × بازه زمانی
j = F.t
همانطور که گفتیم نیرو و زمان اعمال آن باعث تغییر تکانه می شود بنابراین ضربه نیز باعث تغییر تکانه می شود ، یعنی هر چه ضربه بزرگتر باشد تغییرات تکانه در جسم بیشتر است پس می توانیم نتیجه ی زیر را بدست آوریم:
ضربه = تغییر تکانه
و به زبان ریاضی داریم
j = ΔP
و چون p = m.v و j = F.t داریم :
(F .t = Δ(m.v
حال که با این مقوله آشنا شدید به مثال هایی درباره ی افزایش و کاهش تکانه می پردازیم :
1) افزایش تکانه : برای آنکه تکانه ی جسمی را افزایش دهید باید به آن جسم در مدت زمان طولانی نیرو وارد کنید ، مثلا یک فوتبالیست برای آنکه سرعت توپ را افزایش دهد باید مدت زمان نیرویی را که با پاهایش به توپ وارد می کند افزایش دهد ، هرچه این مدت زمان بیشتر شود تکانه ی توپ و در نتیجه سرعتش بیشتر می شود.
2) کاهش تکانه : برای آنکه تکانه ی جسمی را کاهش بدهید باید سرعت و جرم آن جسم را کاهش دهید و از آنجا که در اکثر موارد جرم ثابت می ماند ، فقط باید سرعت را کاهش دهید ، برای آنکه سرعت جسم را کمتر کنید باید ضربه ای در خلاف جهت حرکت به آن جسم وارد کنید.
حال فرض کنید اتومبیلی در حال حرکت است که ناگهان به مانعی برخورد می کند ، اگر این مانع دیوار بتنی باشد اتومبیل آسیب بسیار می بیند ، اما اگر این مانع تپه ای پر از کاه و علف باشد اتومبیل آسیب نمی بیند به چه دلیل این اتفاق می افتد؟
پاسخ : برای آنکه اتومبیل از حرکت باز ایستد باید به آن ضربه ای در خلاف جهت حرکت وارد شود،در دو حالت بالا به اتومبیل ضربه های یکسانی وارد می شود اما تفاوت در اینجاست که هنگامی که اتومبیل به دیوار بتنی برخورد می کند ، دیوار نیرویی را در مدت زمان بسیار کم وارد می کند در نتیجه اتومبیل به دلیل اعمال نیروی بسیار زیاد آسیب می بیند . اما هنگامی که اتومبیل به تپه ی علف برخورد می کند ، نیروی کمی در مدت زمان طولانی بر آن اعمال می شود بنابراین اتومبیل آسیب زیادی نمی بیند. در هر دو حالت ضربه های یکسانی به اتومبیل وارد شد اما در حالت اول زمان کوتاه و نیرو زیاد بود و در حالت دوم زمان زیاد و نیرو کم بود.
