محاكي التصادمات والزخم الخطي

كيف تستخدم محاكي التصادمات

1. اضبط كتلة كل عربة وسرعتها؛ السرعات الموجبة نحو اليمين. تنزلق العربتان دون احتكاك على المسار الهوائي، وتتصادمان وتستمران حتى المصدّات، ثم تبدأ التجربة من جديد.
2. اضبط معامل الارتداد من 1، تصادم مرن تمامًا ترتد فيه العربتان، حتى 0، حيث تلتصقان. راقب الرسوم: الزخم الخطي الكلي هو نفسه قبل التصادم وبعده في كل مرة، بينما لا تُحفظ الطاقة الحركية إلا حين تكون e تساوي 1.
3. يقارن المخطط الشريطي الزخم الخطي والطاقة الحركية لكل عربة قبل التصادم وبعده، وتحل المعادلات السرعات بعد التصادم بأرقامك. العلامة الصفراء هي مركز الكتلة، الذي يستمر في الحركة بالسرعة نفسها أثناء التصادم.

الأسئلة الشائعة

هل يُحفظ الزخم الخطي دائمًا في التصادم؟

نعم، ما دامت لا تؤثر أي قوة خارجية أثناء التصادم. تدفع العربتان إحداهما الأخرى بقوتين متساويتين ومتعاكستين للمدة نفسها، فما تكسبه إحداهما من زخم تفقده الأخرى: m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′. الاحتكاك أو الجدار سيضيفان قوى خارجية، ولهذا تستخدم التجربة مسارًا هوائيًا.

ما الفرق بين التصادمات المرنة وغير المرنة؟

في التصادم المرن تُحفظ الطاقة الحركية أيضًا، فتبتعد العربتان بسرعة اقترابهما نفسها؛ وكرات البلياردو قريبة من ذلك. وفي غير المرن يتحول جزء من الطاقة الحركية إلى حرارة وصوت وتشوه. وفي التصادم غير المرن تمامًا يلتصق الجسمان ويستمران بسرعة مركز الكتلة، وتُفقد كل الطاقة الحركية التي يسمح حفظ الزخم بفقدانها.

ماذا يحدث حين تتصادم كتلتان متساويتان تصادمًا مرنًا؟

تتبادلان سرعتيهما. عربة متحركة تصطدم بأخرى مماثلة ساكنة تتوقف تمامًا وتنطلق الأخرى بسرعتها، وهذا ما يبينه بندول نيوتن. والعربة الخفيفة التي ترتد عن ثقيلة تعود بسرعة قريبة من سرعتها، بينما لا تكاد الثقيلة تتحرك.

ما معامل الارتداد؟

النسبة بين سرعة الابتعاد وسرعة الاقتراب، e = (v₂′ − v₁′) ÷ (v₁ − v₂). يتراوح من 0 (تلتصقان) إلى 1 (مرن تمامًا). كرة السلة على الأرضية نحو 0.8، وكرة التنس 0.75، وقطعة الصلصال قرابة 0. وكسر الطاقة الحركية المحفوظ في إطار مركز الكتلة هو e².

تقول إن WebGL معطّل.

يحتاج العرض ثلاثي الأبعاد إلى WebGL، وهو موجود في كل المتصفحات الحالية. قد يكون معطّلًا إن كان تسريع العتاد مطفأً في إعدادات المتصفح، أو بسبب برنامج تشغيل رسومي قديم جدًا. فعّل تسريع العتاد أو جرّب متصفحًا آخر.

هل يُرفع أي شيء؟

لا. يرسم متصفحك نفسه المحاكاة بـ WebGL؛ لا يُرسل شيء إلى أي مكان، وتستمر في العمل دون اتصال بعد تحميل الصفحة.