يجلس شخصان على عربتين خفيفتي الاحتكاك، فإذا دفع أحدهما الآخر فأيهما تكون سرعته أكبر ولماذا؟ — مع الشرح

Question

يجلس شخصان على عربتين خفيفتي الاحتكاك، فإذا دفع أحدهما الآخر فأيهما تكون سرعته أكبر ولماذا؟

الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:

إذا كان الشخصان والعربتان ساكنين قبل الدفع، فإن المجموعة ذات الكتلة الكلية الأقل تكون سرعتها أكبر.

عند إهمال الاحتكاك تكون محصلة القوى الخارجية الأفقية على النظام صغيرة، فتُحفظ كمية حركته. ولأنه بدأ من السكون، فإن كميتي الحركة بعد الدفع تتساويان مقدارًا وتتعاكسان اتجاهًا: M₁v₁ = −M₂v₂.
تمثل M كتلة الشخص مع عربته. ولتساوي مقداري كمية الحركة، تتناسب السرعة عكسيًا مع الكتلة الكلية؛ فتتحرك المجموعة الأخف بسرعة أكبر. إذا كانت العربتان متماثلتين، كان الشخص الأخف هو الأسرع.
أما إذا كانت هناك سرعات ابتدائية غير صفرية، فلا يكفي اختلاف الكتلة وحده للجزم بالسرعة النهائية؛ نحتاج إلى المعطيات الابتدائية.

إذا كانت لديك ملاحظة على الإجابة، يمكنك إضافتها في التعليقات.

Answer 1

إذا كان الشخصان والعربتان ساكنين قبل الدفع، فإن المجموعة ذات الكتلة الكلية الأقل تكون سرعتها أكبر.

عند إهمال الاحتكاك تكون محصلة القوى الخارجية الأفقية على النظام صغيرة، فتُحفظ كمية حركته. ولأنه بدأ من السكون، فإن كميتي الحركة بعد الدفع تتساويان مقدارًا وتتعاكسان اتجاهًا: M₁v₁ = −M₂v₂.
تمثل M كتلة الشخص مع عربته. ولتساوي مقداري كمية الحركة، تتناسب السرعة عكسيًا مع الكتلة الكلية؛ فتتحرك المجموعة الأخف بسرعة أكبر. إذا كانت العربتان متماثلتين، كان الشخص الأخف هو الأسرع.
أما إذا كانت هناك سرعات ابتدائية غير صفرية، فلا يكفي اختلاف الكتلة وحده للجزم بالسرعة النهائية؛ نحتاج إلى المعطيات الابتدائية.