ما هو الدافع في الفيزياء؟

القوة المطبقة بمرور الوقت تخلق دفعة وتغيير في الزخم. يتم تعريف الاندفاع في الميكانيكا الكلاسيكية على أنه فرض مضروبًا في مقدار الوقت الذي يعمل فيه. من حيث حساب التفاضل والتكامل ، يمكن حساب الاندفاع باعتباره جزءًا لا يتجزأ من القوة فيما يتعلق بالوقت. رمز الدافع هو ي أو عفريت.

القوة هي كمية متجه (الاتجاه مهم) والدفع هو أيضًا متجه في نفس الاتجاه. عندما يتم تطبيق نبضة على جسم ما ، يكون له تغيير متجه في زخمه الخطي. الاندفاع هو نتاج صافي القوة المتوسطة التي تعمل على جسم ومدة. ي = FΔر

بالتناوب ، يمكن حساب الدافع على أنه الفرق في الزخم بين حالتين معينتين. الاندفاع = التغيير في الزخم = القوة × الوقت.

وحدة الاندفاع SI هي نفس وحدة الزخم ، نيوتن الثاني N * s أو kg * m / s. المصطلحان متساويان. وحدات الهندسة الإنجليزية للاندفاع هي رطل-ثانية (lbf * s) و slug-foot per second (slug * ft / s).

هذه النظرية تكافئ منطقيا قانون نيوتن الثاني للحركة: القوة تساوي أوقات الكتلة التسريع، المعروف أيضًا باسم قانون القوة. يساوي التغيير في زخم جسم ما الدافع المطبق عليه. ي = Δ ص.

يمكن تطبيق هذه النظرية على كتلة ثابتة أو على كتلة متغيرة. وهي ذات صلة خاصة بالصواريخ ، حيث تتغير كتلة الصاروخ مع استهلاك الوقود لإنتاج الدفع.

نتاج القوة المتوسطة والوقت الذي تمارس فيه هو دافع القوة. إنه يساوي تغيير زخم جسم لا يتغير الكتلة.

هذا مفهوم مفيد عندما تدرس قوى التأثير. إذا قمت بزيادة الوقت الذي يحدث فيه تغيير القوة ، فإن قوة التأثير تنخفض أيضًا. يستخدم هذا في التصميم الميكانيكي للسلامة ، وهو مفيد أيضًا في التطبيقات الرياضية. تريد تقليل قوة التأثير لسيارة تصطدم بدرابزين ، على سبيل المثال ، من خلال تصميم الدرابزين للانهيار وكذلك تصميم أجزاء من السيارة لتتداعى عند الارتطام. هذا يطيل وقت التأثير وبالتالي القوة.

إذا كنت تريد دفع الكرة بشكل أكبر ، فأنت تريد تقصير وقت الارتطام بمضرب أو مضرب ، مما يرفع قوة التصادم. في هذه الأثناء ، يعرف الملاكم أن يتكئ على اللكمة حتى يستغرق وقتًا أطول في الهبوط ، مما يقلل من التأثير.

الدافع المحدد هو مقياس لكفاءة الصواريخ والمحركات النفاثة. هو الدافع الإجمالي الذي تنتجه وحدة دافعة أثناء استهلاكه. إذا كان الصاروخ لديه دفعة محددة أعلى ، فإنه يحتاج إلى وقود أقل للحصول على الارتفاع والمسافة والسرعة. وهو يعادل الدفع مقسومًا على معدل تدفق الوقود. إذا تم استخدام وزن الوقود (بالنيوتن أو الجنيه) ، يتم قياس الاندفاع المحدد بالثواني. غالبًا ما يتم الإبلاغ عن أداء محرك الصاروخ من قبل الشركات المصنعة.