تکانه Momentum

تکانه نشان می‌دهد متوقف کردن یک جسم متحرک چقدر دشوار است. کامیونی که آرام می‌رود به خاطر جرم زیاد تکانهٔ بزرگی دارد، و گلولهٔ کوچک به خاطر سرعت زیاد. رابطهٔ آن چنین است:

یکای تکانه کیلوگرم متر بر ثانیه است. چون سرعت بردار است، تکانه هم جهت دارد. نیوتن قانون دوم خود را اصلاً با تکانه بیان کرد: نیرو برابر آهنگ تغییر تکانه است (F = Δp/Δt).

پایستگی تکانه چیست؟

اگر بر دستگاهی نیروی خارجی وارد نشود، مجموع تکانهٔ آن ثابت می‌ماند. این از قانون سوم نیوتن نتیجه می‌شود و در برخوردها مهم است. در برخورد دو توپ بیلیارد، تکانهٔ کل پیش و پس از برخورد برابر است. در برخورد کشسان انرژی جنبشی هم پایسته است، و در برخورد ناکشسان (مثل چسبیدن دو جسم) بخشی از انرژی به گرما و تغییر شکل می‌رود، اما تکانه همچنان پایسته است.

کاربردهای تکانه

• موشک: موشک گاز را با تکانهٔ زیاد به عقب می‌راند و خودش با تکانهٔ برابر به جلو می‌رود؛ معادلهٔ موشک از همین پایستگی می‌آید و برای فضا نیازی به هوا نیست.
• کیسهٔ هوا و ناحیهٔ مچاله‌شونده: با طولانی‌تر کردن زمان توقف، نیروی برخورد کم می‌شود.
• پرتاب‌ها، ضربهٔ بیسبال و پس‌زدن اسلحه
• در کاوشگر فضایی با کمک گرانشی از تکانهٔ سیاره بهره می‌گیرد.

آیا نور هم تکانه دارد؟

بله؛ فوتون جرم ندارد ولی تکانه دارد، و همین تکانه فشار تابش می‌سازد. بادبان خورشیدی از همین اثر برای راندن فضاپیما بهره می‌گیرد. دُم دنبالهدارها هم تا حدی با فشار تابش و باد خورشیدی از خورشید دور می‌شود.

پرسش‌های رایج

### تکانه چیست؟
تکانه حاصل‌ضرب جرم در سرعت است. هر چه جرم و سرعت بیشتر باشد، متوقف کردن جسم سخت‌تر است.

### پایستگی تکانه یعنی چه؟
یعنی در دستگاهی بدون نیروی خارجی، مجموع تکانه ثابت می‌ماند. برای تحلیل برخورد‌ها و پیشرانهٔ موشک به کار می‌رود.

### چرا کیسهٔ هوا جان را نجات می‌دهد؟
کیسهٔ هوا زمان توقف سر و بدن را بیشتر می‌کند. چون تغییر تکانه یکسان است، نیروی میانگین کم‌تر می‌شود.

### تکانه با انرژی جنبشی چه فرقی دارد؟
تکانه برداری است و در همهٔ برخوردها پایسته است، ولی انرژی جنبشی نرده‌ای است و فقط در برخورد کشسان پایسته می‌ماند.