السرعة المشتركة بعد انغراس الرصاصة في الكتلة الخشبية

رصاصة كتلتها 0.02 kg تتحرك أفقياً بسرعة 400 m/s وتصطدم بكتلة خشبية متحركة في نفس الاتجاه وكتلتها 1.98 kg وسرعتها 100 m/s، ثم تنغرس فيها. احسب السرعة المشتركة للرصاصة والكتلة الخشبية بعد الاصطدام.

الحل خطوة بخطوة

1. m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)v
   الزخم محفوظ في التصادم (لا توجد قوة خارجية أفقية)
2. v = (0.02×400 + 1.98×100) ÷ (0.02+1.98) = 103
   التصادم غير المرن تمامًا: تتشارك الأجسام في سرعة واحدة بعد التصادم

لماذا يعمل هذا الحل

تتميز التصادمات غير المرنة تماماً بأن الجسمين يتحركان معاً بنفس السرعة بعد الاصطدام، حيث يحفظ الزخم الكلي لكن الطاقة الحركية لا تحفظ. طريقة الحل هي جمع زخمي الجسمين قبل الاصطدام ثم قسمة الناتج على الكتلة الكلية بعد الاصطدام. عند الحركة في نفس الاتجاه يُجمع الزخمّان ولا يُطرحان، ويُطرح فقط إذا كانا متعاكسين في الاتجاه، وهذا هو أكثر الأخطاء شيوعاً.

الأخطاء الشائعة

• اعتبار الحركة في نفس الاتجاه حركة متعاكسة، مما يؤدي إلى طرح الزخمّين بدلاً من جمعهما.
• استخدام قانون حفظ الطاقة للحساب، مع أن التصادم غير المرن تماماً لا يحفظ فيه الطاقة الحركية.
• نسيان أحد الجسمين عند حساب الكتلة الكلية بعد الاصطدام.