۲۰ امتحان نهایی / مهارت فیزیک
دستگاه، جهت، قبل و بعد

تکانه و برخورد؛
قبل و بعد را در دو ستون برداری بنویس

حل برخورد از انتخاب دستگاه شروع می‌شود. اجسام داخل دستگاه، جهت مثبت و لحظهٔ قبل و بعد را مشخص کن؛ سپس تکانه‌ها را با علامت سرعت در دو ستون بنویس.

دستگاه را با مرز روشن انتخاب کن

مشخص کن کدام جسم‌ها داخل محاسبه‌اند و در بازهٔ برخورد چه نیروهایی از بیرون بر این مجموعه اثر می‌گذارند. پایستگی را برای دستگاهی به کار ببر که اثر تکانه‌ای نیروهای خارجی در بازهٔ مورد بررسی مطابق فرض سؤال قابل صرف‌نظر باشد.

جهت مثبت را روی شکل علامت بزن

سرعت و تکانه کمیت برداری‌اند. یک راستا را مثبت انتخاب کن و سرعت خلاف آن را منفی بنویس. جرم منفی نمی‌شود؛ علامت تکانه از مؤلفهٔ سرعت می‌آید. این قرارداد را تا پایان مسئله ثابت نگه دار.

جدول برخورد

جسم | جرم | سرعت قبل | تکانه قبل | سرعت بعد | تکانه بعد

قبل و بعد را در دو معادلهٔ کلامی بساز

مجموع تکانه‌های پیش از برهم‌کنش و مجموع تکانه‌های پس از آن را جدا بنویس. پس از واردکردن علامت‌ها، شرط مناسب مسئله را اعمال کن. نوشتن جدول پیش از رابطه از گم‌شدن یک جسم یا جابه‌جایی سرعت‌ها جلوگیری می‌کند.

ضربه را تغییر تکانه بخوان

برای یک جسم مشخص، تکانهٔ نهایی منهای تکانهٔ اولیه را حساب کن. اگر علامت جواب خلاف جهت مثبت شد، آن را به‌صورت جهت فیزیکی تفسیر کن. ضربهٔ وارد بر دو جسم در برهم‌کنش را با عامل و گیرندهٔ درست نام‌گذاری کن.

مساحت نمودار نیرو–زمان را بخش‌بندی کن

ضربه از مساحت علامت‌دار زیر نمودار به دست می‌آید. مستطیل، مثلث یا بخش‌های دیگر را جدا حساب کن و قسمت زیر محور را با علامت منفی وارد کن. ارتفاع قله به‌تنهایی ضربه نیست و پهنای بازه نیز باید در محاسبه بیاید.

نیروی متوسط را از اثر کل بساز

نیروی متوسط باید در همان بازهٔ زمانی، ضربه‌ای برابر نیروی متغیر ایجاد کند. بنابراین اثر کل را بر طول بازه تقسیم کن. نتیجه را با بزرگی نیروهای نمودار مقایسه کن تا بیرون‌زدن غیرمنطقی مقدار آشکار شود.

چسبیدن را به‌صورت یک شرط سرعت بنویس

اگر اجسام پس از برخورد با هم حرکت می‌کنند، سرعت نهایی مشترک دارند. این شرط را پس از نوشتن تکانهٔ کل وارد کن. مشترک‌بودن سرعت به معنای برابرشدن تکانه‌های دو جسم نیست، زیرا جرم‌ها می‌توانند متفاوت باشند.

بازگشت جسم را از علامت جواب تشخیص بده

اگر سرعت مجهول منفی به دست آمد، فوراً آن را خطا تلقی نکن. علامت می‌تواند نشان دهد جسم پس از برخورد در جهت مخالف حرکت می‌کند. پاسخ نهایی را با اندازه و جهت گزارش کن.

پایستگی تکانه را با انرژی یکی ندان

در برخورد، شرط استفاده از تکانه و شرط استفاده از انرژی جنبشی را جدا بررسی کن. از ثابت‌بودن تکانه نتیجه نگیر که انرژی جنبشی نیز حتماً ثابت است. اگر سؤال نوع برخورد را مشخص کرده، همان اطلاعات را به معادلهٔ مناسب تبدیل کن.

سه کنترل نهایی انجام بده

واحد تکانه و ضربه باید سازگار باشد، جهت جواب باید با داستان حرکت معنا بدهد و تکانهٔ کل دو طرف معادله باید برابر شود. برای نمودار از راهنمای نمودار فیزیک و برای نیروها از راهنمای دینامیک استفاده کن.