ضربه (فیزیک)

ضربه (نماد I یا J)، در مکانیک کلاسیک به صورت انتگرال نیرو نسبت به زمان تعریف می‌شود که بیان‌کنندهٔ میزان تغییر تکانه جسم در اثر نیروی وارده است.

فیزیک کلاسیک
${\displaystyle \mathbf {F} =\mathbf {\dot {p}} }$ قانون دوم نیوتن
تاریخ فیزیک
بنیان گذاران گالیلئو گالیله · آیزاک نیوتن
بخش‌ها مکانیک کلاسیک آکوستیک اپتیک ترمودینامیک الکترومغناطیس
دانشمندان گالیلئو گالیله · بلز پاسکال · کریستین هویگنس · رابرت هوک · ایزاک نیوتن · دانیل برنولی · لئونارد اویلر · هنری کاوندیش · آگوستین کولمب · ژوزف لویی لاگرانژ · جیمز وات · الساندرو ولتا · ژوزف فوریه · توماس یانگ · آندره ماری آمپر · آمادئو آووگادرو · کارل فریدریش گاوس · هانس کریستین اورستد · گئورگ اهم · مایکل فاراده · سعدی کارنو · جوزف هنری · کریستین دوپلر · ویلیام هامیلتون · جیمز پرسکات ژول · لئون فوکو · جورج استوکس · هرمان فون هلمهولتز · رودلف کلاوزیوس · ویلیام تامسون (کلوین) · گوستاو کیرشهف · جوزف سوان · جیمز کلارک ماکسول · ارنست ماخ · ویلارد گیبس · لودویگ بولتزمان · الیور هویساید · آنری پوانکاره · هاینریش هرتز · نیکولا تسلا  · پیر سیمون لاپلاس  · ژان لروند دالامبر · سیمون پواسون · ادموند هالی · ژرمی هاروکس · یوهان برنولی · ویلیام هامیلتون · آگوستین لویی کوشی

مکانیک کلاسیک
${\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {a}}}$ قوانین حرکت نیوتن
تاریخچه گاه‌شمار
بخش‌ها کاربردی سماوی محیط‌های پیوسته تحلیلی سینماتیک سینتیک استاتیک آماری
مفاهیم پایه شتاب تکانه زاویه‌ای کوپل اصل دالامبر انرژی انرژی جنبشی انرژی پتانسیل نیرو چارچوب مرجع ضربه لختی / گشتاور لختی جرم (فیزیک) توان کار گشتاور تکانه فضا سرعت زمان گشتاور نیرو سرعت برداری کار مجازی
فرمول‌سازی‌ها قوانین حرکت نیوتن مکانیک تحلیلی مکانیک لاگرانژی مکانیک هامیلتونی Routhian mechanics معادله هامیلتون-ژاکوبی Appell's equation of motion Udwadia–Kalaba equation Koopman–von Neumann mechanics
موضوعات اصلی نوسانگر هماهنگ (نسبت میرایی) بردار جابجایی معادله حرکت قانون حرکت اویلر شبه‌نیرو اصطکاک نوسانگر هماهنگ دستگاه مرجع لخت / دستگاه مرجع غیر لخت حرکت صفحه‌ای ذره حرکت (حرکت خطی) قانون جهانی گرانش نیوتن قوانین حرکت نیوتن سرعت نسبی جسم صلب دینامیک اجسام صلب معادلات اویلر نوسانگر هماهنگ ساده ارتعاش
چرخش به دور محور ثابت حرکت دایره‌ای دستگاه مرجع چرخان نیروی مرکزگرا نیروی گریز از مرکز عکس العمل اثر کوریولیس آونگ سرعت سرعت دورانی شتاب زاویه‌ای / جابه‌جایی زاویه‌ای / بسامد زاویه‌ای / سرعت زاویه‌ای
دانشمندان گالیله نیوتن کپلر جرمایا هاروکس هالی اویلر دالامبر کلرو لاگرانژ لاپلاس همیلتون پواسون دانیل برنولی یوهان برنولی کوشی

نیروی وارده به یک جسم، به آن تغییر سرعت (شتاب) می‌دهد. هر چه نیرو به مدت بیشتری به جسم اعمال شود، تغییر تکانه جسم بیشتر خواهد بود.

یکای ضربه در دستگاه بین‌المللی یکاها (SI)، ${\displaystyle N.s}$ (نیوتون ثانیه) یا ${\displaystyle kg.m/s}$ است. در حالتی که نیرو در طول زمان ثابت باشد، ضربه را می‌توان با فرمول زیر بیان کرد:

${\displaystyle {\text{Impulse}}=F\Delta t.}$

در حالت کلی، می‌توان ضربه ایجاد شده توسط نیروی ${\displaystyle F}$ بین زمان‌های ${\displaystyle t_{1}}$ و ${\displaystyle t_{2}}$ را به صورت زیر نوشت:[1]

${\displaystyle \mathbf {J} =\int _{t_{1}}^{t_{2}}\mathbf {F} \,dt}$

با توجه به قانون دوم نیوتن، بین نیرو (${\displaystyle F}$) و تکانه (${\displaystyle P}$) رابطهٔ زیر برقرار است:

${\displaystyle \mathbf {F} ={\frac {d\mathbf {p} }{dt}}.}$

بنابراین:

${\displaystyle {\begin{aligned}\mathbf {J} &=\int _{t_{1}}^{t_{2}}{\frac {d\mathbf {p} }{dt}}\,dt\\&=\int _{p_{1}}^{p_{2}}d\mathbf {p} \\&=\Delta \mathbf {p} ,\end{aligned}}}$

که ${\displaystyle \Delta \mathbf {p} }$ تغییر در تکانه جسم از زمان ${\displaystyle t_{1}}$ تا ${\displaystyle t_{2}}$ است. این رابطه، غالباً قضیه ضربه-تکانه نامیده می‌شود.

پانویس

1. Hibbeler, Russell C. (2010). Engineering Mechanics (12th ed.). Pearson Prentice Hall. p. 222. ISBN 0-13-607791-9.