الدفع Impulse #
يمكن توضيح مفهوم الدفع عندما يتم دفع سيارة لا يعمل محركها من أجل زيادة سرعتها إلى حد يكفي لتشغيل محركها.
تعريف الدفع #
الدفع: هو كمية فيزيائية متجهة تساوي حاصل ضرب متوسط القوة في زمن تأثيرها، واتجاهه باتجاه القوة، ويُرمز له بالرمز I.
فإذا تم دفع جسم ما بقوة مقدارها F لفترة زمنية مقدارهاΔt فإن قيمة الدفع لهذا الجسم يمكن حسابها بالمعادلة التالية:
الدفع = متوسط القوة المؤثرة × زمن تأثيرها
I = F ∆ t
ناقش: #
1. وحدة قياس الدفع #
من معادلة حساب الدفع، بما أن الدفع = القوة المؤثرة × زمن تأثيرها
إذن: وحدة قياس الدفع = وحدة قياس القوة × وحدة قياس الزمن
وحدة قياس الدفع = نيوتن × ثانية
ولكن وحدة قياس النيوتن = كجم × متر / ثانية2
إذن: وحدة قياس الدفع = كجم × متر / ثانية2 × ثانية = كجم × متر / ثانية
وهي نفس وحدة قياس الزخم الذي يساوي (الكتلة × السرعة) = (كجم × متر / ثانية).
2. العوامل التي يعتمد عليها الدفع #
من قانون حساب الدفع يتضح أن العوامل التي يعتمد عليها الزخم هي مقدار القوة المؤثرة وزمن تأثير هذه القوة، فالدفع يتناسب طرديًا مع كل من مقدار القوة المؤثرة وزمن تأثيرها.
3. وحدة قياس الدفع والزخم #
بما أن وحدة قياس الدفع = وحدة القوة × وحدة الزمن = (كجم × متر / ثانية2) × ثانية = كجم × متر / ثانية، وهي نفس وحدة قياس الزخم الذي يساوي (الكتلة × السرعة) = كجم × (متر / ثانية).
4. أمثلة أخرى على الدفع #
من أمثلة الدفع، دفع كرة البولينج، ودفع كرسي متحرك.
دفع مجموعة من القوى #
إذا أثرت مجموعة من القوى الثابتة على جسم، فإن الدفع الكلي على الجسم يساوي حاصل ضرب محصلة القوى المؤثرة على الجسم في فترة زمن تأثيرها، وتُعطى من العلاقة التالية:
I = ∑ F ∆ t
أي أنه يمكن التعبير عن الدفع بأنه يساوي مساحة المستطيل في الشكل التالي:
أما إذا أثرت قوة متغيرة على جسم خلال فترة زمنية، فإن الدفع الكلي على الجسم يمكن التعبير عنه بأنه المساحة المحصورة تحت منحنى (القوة – الزمن) في الشكل التالي:
متوسط قوة الدفع: هي القوة الثابتة التي إذا أثرت في الجسم لنفس الفترة الزمنية التي تؤثر فيه القوة المتغيرة لأكسبته نفس الكمية من الدفع. والشكل التالي يوضح ذلك:
مثال (2) #
في الشكل أدناه:
دفع القوة F1 = 10 × 6 = 60 N.m
دفع القوة F2 = 30 × 2 = 60 N.m
يتضح أن الدفع متساوي في الحالتين (قوة أكبر وزمن أقل = قوة أقل وزمن أكبر).
