مسائل مرتبط با ضربه

در مبحث قبل درخصوص مفهوم ضربه و هم چنین به صورت خلاصه درباره روش حل مسائل ضربه توضیح دادیم. حال می خواهیم این مبحث را در قالب چند تمرین برای شما بیشتر توضیح دهیم. با ما همراه باشید:

ابتدا با یک پرسش شروع می کنیم.

در مواردی كه كنترل مهم باشد معمولاً زمان فعل و انفعال در حین برخورد افزایش می‌یابد تا بدین وسیله اندازه نیروی مبادله شده كاهش یابد.

به نظر شما چرا سقوط بر تخته فنری دلپذیر است؟

دو كامیون با سرعت 80kg/_h در حال حركتند. یكی از آن ها به دیوار بتونی برخورد می‌كند و دیگری به انبار كاه.

به نظر شما قبل از برخورد اندازه حركت كدام ماشین بیشتر بوده است؟

در كدام برخورد ضربه بیشتری به كامیون وارد می‌شود؟

زمان در حین برخورد چه اثری بر مقدار نیروی مبادله شده دارد؟

در ورزش بكس برای اعمال ضربات شدیدتر (با فرض ثابت بودن نیروی اعمالی) بایستی چه كار انجام داد؟

راهنمایی:

در تصویر زیر دو ضربه را مشاهده می‌كنید كه اندازه حركت آن ها مساوی است. اما در تصویر چپ زمان اصابت زیاد است در نتیجه نیروی كمی اعمال می‌گردد بر عكس در تصویر راست زمان اصابت كم و در نتیجه نیروی زیاد می‌باشد. پس ضربه ای بهتر است كه مدت زمان اصابت آن كم باشد.

یك چترباز در حین فرود كمی پایش را خم می‌كند. اگر

جرم چترباز ٧٠kg و تندی حین فرود 10 m/_s باشد و همچنین زمان برخورد به زمین تا توقف كامل 0/8s باشد آنگاه نیروی وارد بر پای چترباز را محاسبه كنید؟

پاسخ خود را با حالتی كه چترباز بدن خود را سفت نموده و با پای صاف و كشیده به زمین برخورد می‌كند مقایسه كنید. (فرض كنید زمان توقف در این حالت0/05s باشد).

راهنمایی و حل:

سیستم پایین مثبت را برای جهت‌ها انتخاب می‌كنیم و داده‌های مسأله را با نمادهای مناسب می‌نویسیم.

اگر باشد آنگاه داریم:

علامت منفی نشان می‌دهد كه عمل توقف در خلاف جهت سرعت اوّلیه است.

دقت كنید تغییر زمان توقف به اندازه باعث افزایش نیروی وارده به بدن به اندازه ١٣١٢٥N گردیده كه این مقدار نیرو برای آسیب جدی كافی است.

در مثال فوق وقتی چتربازها بدنشان را خم نكنند و پایشان را كمی جمع ننمایند، در هنگام توقف بر زمین تغییر اندازه حركت باعث اعمال نیروی فوق العاده زیادی به آن ها خواهد شد. بر همین اساس توصیه می‌كنیم در هنگام سقوط حتماً پایتان را خم كنید.