Physics educator | Simulation developer

Tag Archive: كتلة

انحفاظ الزخم الخطي

Cannon

لو تم إجراء هذه التجربة في ظروف يكون فيها صافي القوى الخارجية صفرًا على المدفع المُحمّل قبل وبعد إطلاق النار مباشرة (على سبيل المثال، عندما يكون وزن المدفع متوازناً مع رد الفعل العمودي للأرض)، فإن حسبنا عندئذٍ حاصل ضرب كتلة القذيفة بسرعتها المتجهة وحاصل ضرب كتلة المدفع بسرعته المتجهة قبل وبعد الإطلاق مباشرة، سنجد أنه قبل إطلاق النار كان كلاهما في حالة سكون، وبالتالي يكون الناتج صفرًا لكليهما، بينما نجد أن الناتجين، بعد إطلاق النار ذوا مقدار متساوٍ، ولكن باتجاهين متعاكسين.

Conservation of linear momentum

Cannon

If this experiment is done in a situation where the net external force is zero on the loaded cannon just before and just after firing (like when the weight of the cannon is balanced with the normal reaction of the ground), then, when we calculate the product of the mass of the bullet by its velocity and the product of the mass of the cannon by its velocity just before and just after firing, we will find that before firing both were at rest so the product is zero for both, while, after firing, the two products are of the same magnitude but the velocities of the cannon and the bullet are of opposite directions.

Archimedes’ Experiment

Floating boat

This experiment shows that, when placed in a liquid, the object displaces a quantity of liquid of mass that is equal to the mass of the object itself. Moreover, the volume of the displaced liquid is equal to the volume of the immersed part of the object.

تجربة ارخميدس

Floating boat

توضح هذه التجربة أنه عند وضع جسم ما في سائل، يزيح الجسم كمية من السائل تساوي كتلتها كتلة الجسم نفسه. علاوة على ذلك، فإن حجم السائل المُزاح يساوي حجم الجزء المغمور من الجسم.

Verifying Newton’s second law

Newton's second law

This experiment was performed in a space shuttle where the gravity is almost zero, so the balls were not affected by any force other than the blow of the astronaut. Note that with the same blow (same force) on each ball, the lighter ball accelerates the most, while the heavier one accelerates the least, which complies with Newton’s second law.

التحقق من قانون نيوتن الثاني

Newton's second law

أُجريت هذه التجربة في مكوك فضائي حيث تنعدم الجاذبية تقريبًا، لذلك لا تتأثر الكرات بأي قوة باستثناء نفخة رائد الفضاء. لاحظ أنه بنفس النفخة (نفس القوة) على كل كرة، فإن الكرة الأخف تتسارع أكثر من الكرة الأثقل، وهو ما يتوافق مع قانون نيوتن الثاني:

تشير هذه المعادلة إلى أنه إذ لم تتغير القوة الصافية على الجسم، فإن الكتلة والتسارع متناسبان عكسيا. وبعبارة أخرى، لنفس القوة الصافية، كلما زادت الكتلة، انخفض التسارع، والعكس بالعكس.

العدسة الثقالية

عندما ينحني شعاع الضوء القادم من نجم بعيد بسبب انحناء نسيج الزمكان بالقرب من جرم سماوي هائل ، يظهر النجم في موقع مختلف بالنسبة للمراقب.

من النتائج العجيبة لنظرية النسبية العامة أن الأجسام وبسبب المجال الثقالي (الجذبي) الناتج عن كتلتها (كمية المادة) تُقوّس نسيج الزمان-المكان (أو اختصارا الزمكان). وهذا التقوس لا يكون محسوسا بالقرب من الأجسام الصغيرة كأجسامنا، ولكنها تصبح ذات مقدار ملموس بالقرب من الأجسام الهائلة كالكواكب والنجوم.

وإذا خضنا أكثر في نتائج التقوس الزمكاني الذي تنبأت به نظرية النسبية العامة، وأخذنا بعين الاعتبار نجمين نراهما على أطراف كوكب هائل الكتلة، فإننا نرى كل واحد منهما منزاحا عن موقعه الحقيقي بحيث أن المسافة الظاهرية بينهما أكبر من المسافة الحقيقية. وبالتالي فإن المسافة بينهما قد تضخمت بمقدار ضئيل ربما نستطيع أن نتحقق منه بأعيننا المجردة أو بواسطة التليسكوب.

القصور الذاتي

Inertia

هل لاحظت أن جسمك يميل للأمام عندما تكبح السيارة؟ أو أنه يميل جسمك للخلف عندما تقلع السيارة؟ ذلك لأنك تعاني من خاصية في جسمك تسمى “القصور الذاتي”. كلما زادت كتلة جسمك، كلما ازداد ذلك التأثير.

Newton’s Second Law

Fast car

Newton’s second law states that the net force on a body and the acceleration it gains are directly proportional. The constant of proportionality is the mass of the object.
In this experiment, the weight of the anvil is supported by the air pressure underneath it, but even though, its huge mass requires huge force to make accelerate (starts from rest to a certain speed).