الميكانيكا
تصادم غير مرن
راقب الطاقة الحركية تهبط بينما بالكاد ترتد الكرتان.
تصادم غير مرن — محاكاة الميكانيكا تفاعلية. راقب الطاقة الحركية تهبط بينما بالكاد ترتد الكرتان. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
التصادمات غير المرنة
في التصادم غير المرن لا تنحفظ الطاقة الحركية. قد تلتصق الأجسام أو تتحرك أبطأ من الحالة المرنة.
ما يزال الزخم محفوظًا إن أُهملت القوى الخارجية، لكن بعض الطاقة الحركية تصير طاقة داخلية (تشوهًا وحرارة). معامل الارتداد المنخفض يجعل التصادم «ملتصقًا» بشكل مرئي.
- Σp_before = Σp_after
- KE_after < KE_before
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
كرة متحركة تصطدم بكرة أثقل ساكنة فتتحركان معًا. هل ينحفظ الزخم رغم فقد الطاقة الحركية؟
توقعات للموازنة
- ينحفظ الزخم والطاقة الحركية معًا
- ينحفظ الزخم، لكن الطاقة الحركية لا
- لا ينحفظ الزخم ولا الطاقة الحركية
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- كتلة الكرة A m₁ (kg)
- كتلة الكرة B m₂ (kg)
- السرعة الابتدائية للكرة A v₁ (m/s)
ما تقيسه:
- زخم الكرة A p = mv (kg·m/s)
- السرعة المشتركة بعد التصادم (m/s)
كيف يجري التحقيق
- افتح محاكاة التصادم غير المرن واضغط إعادة.
- فعّل مسبري الطاقة الحركية على الكرتين A وB.
- اضبط السرعة الابتدائية للكرة A لكل تجربة أدناه، واضغط تشغيل، وسجّل السرعة المشتركة التي تتحرك بها الكرتان بعد التصادم مباشرة.
المعادلة الحاكمة
الزخم — p = m·v
الكمية المحفوظة في كل تصادم بما فيه هذا. تبدأ الكرة B ساكنة، فإجمالي زخم النظام قبل الاصطدام هو زخم الكرة A m₁v₁ فحسب.
الطاقة الحركية — KE = ½·m·v²
بخلاف الزخم، الطاقة الحركية لا تنحفظ في تصادم غير مرن — ومقارنة إجمالي الطاقة الحركية قبل التصادم وبعده تُظهر مقدار الطاقة المفقودة في التشوه والحرارة.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- أظهر عملك في حساب الزخم الابتدائي p = m₁v₁ لمحاولة واحدة وقارنه بقراءة المحاكاة عند المحاولة نفسها.
- باستخدام الكتلة الكلية (m₁ + m₂) وانحفاظ الزخم، تنبأ بالسرعة النهائية وقارنها بقيمتك المسجلة. ما أقرب التطابق؟
أين يظهر هذا خارج المختبر
- احسب الطاقة الحركية قبيل التصادم وبعده مباشرة (بالسرعة النهائية المشتركة والكتلة الكلية). إلى أين ذهبت الطاقة الحركية المفقودة؟
- هذا التصادم ليس غير مرن تمامًا (معامل ارتداد ≈ 0.05 لا صفرًا بالضبط). أتتوقع أن تكون السرعة النهائية الحقيقية أعلى قليلًا أم أدنى من التنبؤ المثالي؟ اشرح.
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- أهلًا بك في التصادم غير المرن
- اضغط تشغيل
- حدد الكرة
- طاقة مفقودة
- افتح البيانات
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.