الفرق الرئيسي بين الزخم والقصور الذاتي هو أن الزخم خاصية قابلة للحساب ماديًا ، بينما لا يمكننا حساب القصور الذاتي باستخدام صيغة.
القصور الذاتي والزخم مفهومان في دراسة حركة الأجسام الصلبة. الزخم والقصور الذاتي مفيدان في وصف الحالة الحالية للكائن. كل من الجمود والزخم هما مفاهيم تتعلق بكتلة الجسم. علاوة على ذلك ، فإن هذه المصطلحات هي متغيرات نسبية ، مما يعني أن معادلات حساب هذه الخصائص تختلف عندما تقترب سرعة الجسم من سرعة الضوء. ومع ذلك ، فهم يلعبون دورًا مهمًا للغاية في كل من ميكانيكا نيوتن (الميكانيكا الكلاسيكية) والميكانيكا النسبية.
ما هو الزخم؟
الزخم متجه. يمكننا تعريفه على أنه حاصل ضرب السرعة وكتلة القصور الذاتي للجسم. يركز قانون نيوتن الثاني بشكل أساسي على الزخم. ينص الشكل الأصلي للقانون الثاني على ما يلي:
القوة=الكتلة × التسارع
يمكننا كتابتها من حيث تغيير السرعة على النحو التالي:
القوة=(الكتلة × السرعة النهائية - الكتلة × السرعة الابتدائية) / الوقت.
في شكل رياضي أكثر ، يمكننا كتابة هذا كتغيير في الزخم / الوقت. التسارع الموصوف في صيغة نيوتن هو في الواقع جانب من جوانب الزخم. تقول أنه يتم الحفاظ على الزخم إذا لم تعمل أي قوى خارجية على نظام مغلق. يمكننا أن نرى هذا في أداة بسيطة "كرات التوازن" ، أو مهد نيوتن.
الشكل 01: مهد نيوتن
الزخم يأخذ أشكال الزخم الخطي والزخم الزاوي. الزخم الكلي لنظام يساوي الجمع بين الزخم الخطي والزخم الزاوي.
ما هو القصور الذاتي؟
القصور الذاتي مشتق من الكلمة اللاتينية "iners" ، والتي تعني الخمول أو الكسول. وبالتالي ، فإن القصور الذاتي هو مقياس لمدى كسول النظام. بعبارة أخرى ، يعطينا القصور الذاتي للنظام فكرة عن مدى صعوبة تغيير الحالة الحالية للنظام. كلما زاد قصور النظام ، زادت صعوبة تغيير سرعة النظام وتسارعه واتجاهه.
الأجسام التي تحتوي على كتل أعلى لديها خمول أعلى. لهذا السبب يصعب عليهم التحرك. نظرًا لأنه على سطح غير احتكاك ، سيكون من الصعب أيضًا إيقاف جسم متحرك ذي كتلة أكبر.يعطي قانون نيوتن الأول فكرة جيدة جدًا عن قصور النظام. تنص على "جسم لا يخضع لأي قوة خارجية صافية ، يتحرك بسرعة ثابتة". يخبرنا أن الكائن له خاصية لا تتغير ، إلا إذا كانت هناك قوة خارجية تعمل عليه. يمكننا أيضًا اعتبار الجسم الساكن ككائن له سرعة فارغة. في النسبية ، يميل القصور الذاتي لأي كائن إلى أن يكون لانهائيًا عندما تصل سرعة الجسم إلى سرعة الضوء. ومن ثم ، فإنه يتطلب قوة غير محدودة لزيادة السرعة الحالية. يمكننا إثبات أنه لا يمكن لأي كتلة أن تصل إلى سرعة الضوء.
ما هو الفرق بين الزخم والقصور الذاتي؟
الزخم هو نتاج السرعة والكتلة بالقصور الذاتي للجسم بينما يشير القصور الذاتي إلى مدى صعوبة تغيير الحالة الحالية للنظام. لذلك ، فإن الاختلاف الرئيسي بين الزخم والقصور الذاتي هو أن الزخم خاصية قابلة للحساب ماديًا ، بينما لا يمكننا حساب القصور الذاتي باستخدام صيغة.علاوة على ذلك ، القصور الذاتي هو مجرد مفهوم يساعدنا على فهم وتعريف الميكانيكا بشكل أفضل ، لكن الزخم هو خاصية لجسم متحرك.
علاوة على ذلك ، بينما يأتي الزخم في أشكال الزخم الخطي والزخم الزاوي ، يأتي القصور الذاتي في شكل واحد فقط. إلى جانب ذلك ، يتم الحفاظ على الزخم في بعض الحالات. ويمكننا استخدام هذا الحفاظ على الزخم لحل المشكلات. ومع ذلك ، ليس من الضروري الحفاظ على القصور الذاتي بأي حال من الأحوال. لذلك ، يمكننا اعتبار هذا أيضًا فرقًا بين الزخم والقصور الذاتي
ملخص - الزخم مقابل القصور الذاتي
القصور الذاتي هو مجرد مفهوم يساعدنا على فهم وتعريف الميكانيكا بشكل أفضل ، لكن الزخم هو خاصية لجسم متحرك. الفرق الرئيسي بين الزخم والقصور الذاتي هو أن الزخم خاصية قابلة للحساب ماديًا ، في حين أن القصور الذاتي ليس كذلك.
