منو
 صفحه های تصادفی
قواعد نامگذاری
پرچم یمانی پرچم هدایت
بارگذاری ساختمان
مار مرجانی
ابزار کار معرق روی چوب و کاربرد آن
سبک استریم لاینینگ در تولید هواپیما
دانشکده علوم تربیتی و روانشناسی شهید بهشتی
کریم خان زند و اعراب بنی کعب
لوتتیوم
درخت گز
 کاربر Online
800 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  دوشنبه 23 خرداد 1390 [18:04 ]
  مقایسه ی انرژی جنبشی و تکانه
 

مقایسه ی انرژی جنبشی و تکانه

انرژی جنبشی و تکانه هر دو از ویژگی‌های حرکت‌اند، اما با هم تفاوت دارند. تکانه، مانند سرعت، کمیتی برداری است. از سوی دیگر، انرژی، مانند جرم، کمیتی نرده‌ای است.

وقتی دو جسم به طرف هم حرکت می‌کنند، تکانه‌های آن‌ها می‌توانند یکدیگر را کاملاً یا تا اندازه‌ای خنثی سازند. تکانة کل آن‌ها از تکانة هر یک به تنهایی کم‌تر می‌شود. اما انرژی جنبشی آن‌ها نمی‌توانند یکدیگر را خنثی سازند. چون انرژی جنبشی همواره مثبت (یا صفر) است، انرژی جنبشی دو جسم متحرک از انرژی جنبشی هر یک از آن‌ها به تنهایی بزرگ‌تر است.

مثلاً، اگر مجموع تکانه‌های دو اتومبیل درست قبل از برخورد شاخ به شاخ صفر باشد، ترکیب اتومبیل‌های متلاشی شده پس از برخورد نیز دارای همان مقدار تکانه صفر خواهد بود. اما انرژی‌های جنبشی با هم جمع می‌شوند، و این انرژی بعد از برخورد – به شکل‌های دیگر و بیش‌تر به صورت انرژی گرمایی – هنوز وجود دارد.

یا شاید تکانه‌های دو ترقه‌ای که به هم نزدیک می‌شوند یکدیگر را خنثی سازند، ولی وقتی منفجر شوند، امکان خنثی شدن انرژی آن‌ها وجود ندارد. انرژی به صورت‌های مختلف ظاهر می‌شود؛ تکانه فقط یک شکل دارد. کمیت برداری تکانه با کمیت نرده‌ای انرژی جنبشی فرق دارد.

تفاوت دیگر مربوط به وابستگی آن‌ها به سرعت است. در حالی‌که تکانه متناسب با سرعت است، انرژی جنبشی با مربع سرعت متناسب است. جسمی که با جرم یکسان با سرعتی دو برابر جسم دیگر حرکت کند دارای تکانه‌ای دو برابر آن است، اما انرژی جنبشی آن چهار برابر می‌شود. این جسم به هر چیزی که برخورد کند دو برابر ضربه می‌زند، ولی می‌تواند چهار برابر کار انجام دهد.

فرض کنید پا به توپ در حال نزدیک شدن و برخورد با بازیکنی هستید که تکانه‌اش مساوی و در جهت مخالف تکانة شما است. مجموع تکانة شما و بازیکنی که به شما نزدیک می‌شود پیش از برخورد صفر است، اما، بر اثر برخورد، هردوی شما ناگهان متوقف می‌شوید.

ضربة ناراحت کننده‌ای که به هر یک از شما وارد می‌شود یکسان است. این موضوع، چه با بازیکن سنگین ‌وزن و کُندی برخورد کنید و چه با بازیکن سبک‌ وزن و سریع، صادق است. اگر حاصل ضرب جرم و سرعت او با شما برابر باشد، ناگهان متوقف خواهید شد. توان متوقف کننده یک چیز است، اما آسیبِ وارده چیز دیگری است.

بازیکنان با تجربة فوتبال می‌دانند که متوقف شدن در برخورد با بازیکن سبک وزن و سریع، آسیبی بیش از برخورد با بازیکن سنگین‌وزن و کُند وارد می‌سازد. چرا؟ زیرا بازیکن سبک‌وزنی که با همان تکانه حرکت کند انرژی جنبشی بیش‌تری دارد. اگر او همان تکانة بازیکن سنگین‌وزن را با نصف جرم داشته باشد، سرعت دو برابر خواهد شد. سرعت دو برابر و جرم نصف باعث می‌شود که انرژی جنبشی بازیکن سبک‌وزن دو برابر بازیکن سنگین‌وزن شود.

پس دو برابر کار روی شما انجام می‌دهد، دو برابر بیش‌تر شما را تغییر شکل می‌دهد، و معمولاً دو بار بیش‌تر به شما آسیب می‌رساند. مواظب بچه‌های ریز و تیز باشید!

  امتیاز: 0.00