احسب الدفع وتغير السرعة والقوة المتوسطة من الكتلة وتغير السرعة باستخدام نظرية الدفع-الزخم. حاسبة فيزياء مجانية عبر الإنترنت.
تتيح لك حاسبة الدفع حساب الدفع المُسلَّم لجسم فوراً — وإذا وفرت فترة زمنية، القوة المتوسطة المعنية — باستخدام نظرية الدفع-الزخم. أدخل كتلة الجسم وسرعته الابتدائية والنهائية، و(اختيارياً) الزمن الذي حدث خلاله تغير السرعة هذا، وتُعيد الحاسبة الدفع (J = mΔv) والقوة المتوسطة (F = J/Δt).
يصف الدفع التأثير التراكمي لقوة تعمل عبر الزمن، وهو مطابق رياضياً للتغير في زخم الجسم. هذا التكافؤ — نظرية الدفع-الزخم — هو من أكثر الأفكار فائدة عملياً في الميكانيكا الكلاسيكية، لأنه يفسر لماذا يمكن لنفس التغير في السرعة أن يبدو مختلفاً تماماً حسب سرعة حدوثه: سيارة تصطدم بجدار بسرعة 50 كم/س وتتوقف في 0.1 ثانية تنتج قوة أكبر بكثير من نفس السيارة التي تتباطأ حتى التوقف خلال 5 ثوانٍ باستخدام مكابحها، رغم أن تغير الزخم متطابق.
هذه الحاسبة مفيدة في سياقات عديدة: يستخدمها طلاب الفيزياء لحل مسائل التصادم وتغير الزخم، ويستخدمها مهندسو السلامة لفهم كيف تقلل الوسائد الهوائية ومناطق الانسحاق والحشوات من الإصابة بإطالة زمن التصادم، ويستخدمها علماء الرياضة والمدربون لتحليل تقنيات مثل متابعة الضربة أو 'الاستسلام' للتصادم للتحكم في القوة.
كرة بيسبول كتلتها 0.145 كجم تُضرب بمضرب، فتتغير سرعتها من 0 م/ث إلى 40 م/ث خلال حوالي 0.7 مللي ثانية (0.0007 ث). الدفع هو J = 0.145 × (40 - 0) = 5.8 N·s. القوة المتوسطة التي يمارسها المضرب على الكرة أثناء التلامس هي F = 5.8 / 0.0007 ≈ 8,286 N — قوة هائلة لكن مطبقة لفترة وجيزة فقط.
تمثل قيمة الدفع التي تنتجها هذه الحاسبة إجمالي 'الدفعة' المُسلَّمة لتغيير زخم الجسم — القيمة المطلقة الأكبر تعني تغيراً أكبر في الحركة، سواء من قوة أقوى أو مدة أطول أو كليهما. عندما توفر أيضاً فترة زمنية، تخبرك القوة المتوسطة بمدى شدة تلك الدفعة لحظة بلحظة. لاحظ في الجدول المرجعي كيف تمتد سيناريوهات مختلفة جداً — إرسالة تنس لطيفة مقابل إطلاق صاروخ — عبر مراتب متعددة من الحجم في الدفع، رغم أن الفيزياء الأساسية (J = mΔv) متطابقة. إذا بدت القوة المتوسطة المحسوبة كبيرة بشكل مفاجئ، تحقق من فترتك الزمنية — تحدث التصادمات الواقعية غالباً خلال أجزاء من الألف من الثانية، وحتى تغير زخم متواضع مقسوماً على Δt صغير جداً ينتج قوة كبيرة جداً، وهذا بالضبط سبب كون التأثيرات المفاجئة القصيرة أكثر ضرراً بكثير من نفس تغير الزخم الموزع على زمن أطول.
أدخل كتلة الجسم وسرعته الابتدائية والنهائية والفترة الزمنية التي تغيرت خلالها السرعة — تحسب الحاسبة الدفع باستخدام J = mΔv، والقوة المتوسطة باستخدام F = J/Δt.
| السيناريو | الدفع |
|---|---|
| كرة تنس تُضرب بإرسالة | 3 N·s |
| كرة بيسبول تُضرب بمضرب | 6 N·s |
| لكمة ملاكمة على كيس ثقيل | 15 N·s |
| اصطدام سيارة بجدار بسرعة معتدلة | 8,000 N·s |
| دفع محرك صاروخي عند الإطلاق | 5,000,000 N·s |