اصطدمت كرة بلياردو بيضاء تصادما مرنا بكرة أخرى ساكنة.. ماذا سيحدث؟
تدرس مناهج الفيزياء في المملكة العربية السعودية (وتحديدا في مقرر الفيزياء للمرحلة الثانوية ضمن فصل الزخم وحفظه، كما يتكرر بكثرة في اختبارات التحصيلي للقسم العلمي) مبادئ التصادمات وحفظ الزخم والطاقة الحركية، ومن أبرز الأسئلة التقييمية في هذا الدرس هذا السؤال الهام:
اصطدمت كرة بلياردو بيضاء تصادما مرنا بكرة أخرى ساكنة، الملاحظة: (تتحرك الكرتان باتجاهين متعاكسين - تتحرك الكرتان في نفس الاتجاه - تتوقف الكرة البيضاء وتتحرك الساكنة - تستمر حركة الكرة البيضاء وتبقى الساكنة على حالها)؟
الإجابة الصحيحة: تتوقف الكرة البيضاء، وتتحرك الساكنة
الشرح وطريقة الحل
تكون الإجابة الصحيحة هي توقف الكرة البيضاء وتحرك الكرة الساكنة؛ نظرا لأن التصادم مرن تماما بين جسمين لهما نفس الكتلة وأحدهما ساكن، وتتحدد التفاصيل الفيزيائية بناء على القواعد الآتية:
1. حفظ الزخم وحفظ الطاقة الحركية:
في التصادم المرن تماما بين جسمين لهما نفس الكتلة (مثل كرات البلياردو) وأحدهما ساكن، يحدث انتقال كامل للزخم والسرعة من الجسم المتحرك إلى الجسم الساكن.
2. النتيجة الفيزيائية:
تتوقف الكرة البيضاء تماماً عن الحركة، بينما تتحرك الكرة الأخرى الساكنة بسرعة تساوي تماما سرعة الكرة البيضاء قبل الاصطدام.
أبرز خصائص التصادم المرن متساوي الكتلة
انتقال السرعة انتقال كامل للسرعة والزخم من الكرة المتحركة إلى الكرة الساكنة.
توقف الكرة الأولى استقرار الكرة البيضاء تماماً في مكان الاصطدام.
حركة الكرة الثانية انطلاق الكرة الساكنة بنفس سرعة الكرة الاصليّة في نفس خط الاتجاه.
أسئلة تدريبية مشابهة
سؤال ١: ماذا يترتب على تصادم جسمين مرنا لهما نفس الكتلة أحدهما متحرك والآخر ساكن؟
الحل: تتوقف الكرة الأولى المتحركة وتتحرك الكرة الثانية الساكنة بنفس السرعة.
سؤال ٢: هل يُحفظ كل من الزخم والطاقة الحركية معاً في التصادمات المرنة؟
الحل: نعم، صواب.
