מתקף

בלון מים המושלך לקרקע משנה את התנע שלו בזמן המגע

מִתְקָף (בלועזית: אִימְפּוּלְס) הוא מושג במכניקה קלאסית המגדיר התנגשות גופים. התנגשות בה שני גופים נצמדים (פלסטית) והתנגשות בה הגופים מופרדים (אלסטית). בכתיב מתמטי, מוגדר כאנרגיה הנוצרת בין הגופים לשינוי התנע שלו, וזה מוגדר כמכפלת המסה במהירות. לכן כוח חלש הפועל על הגוף לאורך זמן עשוי לגרום לשינוי בתנע כמו כוח חזק הפועל רגעית.

נוסחה למציאת מתקף:

$\overrightarrow{J}=\overrightarrow{F}\cdot dt=\mathrm{\Delta }\overrightarrow{p}$

כאשר J מייצג את המתקף, dt מייצג את השינוי בזמן ו-F מייצג את הכוח.

לפי זה קל לראות שכיוון המתקף הוא בכיוון הכוח שפועל על הגוף.(אפשר גם להשתמש בתבנית:ה וממנו להגיע לחוק שימור התנע).

היבט מתמטי

$𝐉=\underset{t_1}{\overset{t_2}{\int }}𝐅dt$

כאשר

• J מייצג את המתקף שפועל על הגוף
• F מייצג את הכוח
• dt היא יחידת זמן אינפיניטסימלית

יחידות המתקף הן ניוטון * שנייה - N*s

אם נסתכל על המתקף של הכוח השקול הפועל על גוף, ונשתמש בתבנית:ה, נקבל כי המתקף שווה לשינוי בתנע של הגוף:

$𝐉=\underset{t1}{\overset{t_2}{\int }}\frac{d𝐩}{dt}dt=\underset{t_1}{\overset{t_2}{\int }}d𝐩=𝐩(t_2)-𝐩(t_1)=\mathrm{\Delta }𝐩$

זוהי למעשה צורת כתיבה אינטגרלית ממשית לחוק השני של ניוטון.

כאשר הכוח קבוע בגודלו ובכיוונו, ניתן לבטא את המתקף באופן הבא:

$𝐉=𝐅\mathrm{\Delta }t=m\mathrm{\Delta }𝐯$

כאשר:

• F הוא שקול הכוחות הפועל על הגוף הקבוע בגודלו ובכיוונו
• $\mathrm{\Delta }t$ הוא מרווח הזמן שלאורכו פעל הכוח
• $m$ היא מסת הגוף הקבועה
• $\mathrm{\Delta }v$ הוא השינוי בווקטור המהירות הקווית של הגוף
• $m\mathrm{\Delta }v$ הוא השינוי בתנע הקווי

במקרה כזה המתקף הוא וקטור אשר גודלו הוא מכפלת גודל המסה בשינוי במהירות, וכיוונו הוא ככיוון הכוח (או בניסוח שקול: ככיוון השינוי בתנע).

ראו גם

• מתקף סגולי
• אפקט קומפטון
• דואליות גל-חלקיק

קישורים חיצוניים

• Water Balloon to the Face - סרטון הממחיש בצורה טובה מתקף החל על בלון ואת חוק שימור התנע