وضح لماذا يتغير زخم كرة بلياردو تتدحرج على سطح الطاولة

السؤال: وضح لماذا يتغير زخم كرة بلياردو تتدحرج على سطح الطاولة

شرح الإجابة:

بادئ ذي بدء، يجب أن ندرك أن زخم أي جسم هو مقياس لكمية حركته، ويُحسب بضرب كتلة الجسم في سرعته المتجهة. فعندما تتحرك كرة البلياردو، فإنها تكتسب زخماً لأن لها كتلة وسرعة. في عالم مثالي يخلو من أي قوى خارجية، كنظام فيزيائي معزول تماماً، فإن مبدأ حفظ الزخم ينص على أن هذه الكرة ستستمر في حركتها بسرعة ثابتة إلى الأبد، وسيظل زخمها الكلي ثابتاً لا يتغير.

ولكن، عالمنا الواقعي يختلف عن هذا التصور النظري. فطاولة البلياردو ليست فراغاً عديم التأثير، بل هي بيئة تخضع لقوانين الفيزياء الحقيقية. إن السر في تغير زخم الكرة وتناقصه التدريجي يكمن في وجود قوى خارجية غير متوازنة تؤثر عليها باستمرار. القوة الأبرز والأكثر تأثيراً هنا هي قوة الاحتكاك التي تنشأ بين سطح الكرة وسطح الطاولة المغطى بالقماش.

هذه القوة، أي الاحتكاك، تعمل دائماً في اتجاه معاكس لحركة الكرة، وكأنها فرامل خفية تسعى لإيقافها. هذا التأثير المعاكس يسبب تباطؤاً في سرعة الكرة، أو ما يعرف علمياً بالتسارع السالب. وحيث أن الزخم يعتمد بشكل مباشر على السرعة، فإن أي نقصان في سرعة الكرة، مع ثبات كتلتها، يؤدي حتماً إلى نقصان مماثل في زخمها. فالطاقة الحركية للكرة لا تختفي، بل تتحول تدريجياً بفعل الاحتكاك إلى أشكال أخرى من الطاقة، كالطاقة الحرارية.

علاوة على ذلك، هناك عامل آخر يشارك في هذه العملية، وهو مقاومة الهواء. فعلى الرغم من أن تأثيره قد يكون أقل من احتكاك السطح، إلا أن الكرة أثناء تدحرجها تصطدم بجزيئات الهواء، مما يخلق قوة سحب إضافية تعيق حركتها وتساهم في تباطؤها. بالتالي، فإن محصلة هذه القوى المقاومة هي التي تسلب الكرة زخمها بشكل منهجي.

خلاصة القول هي أن اضمحلال زخم كرة البلياردو ليس ظاهرة غامضة، بل هو نتيجة حتمية ومباشرة لتأثير القوى الخارجية، وعلى رأسها الاحتكاك ومقاومة الهواء. هذه القوى تفرض على الكرة دفعاً سالباً مستمراً، مما يقلل من سرعتها، وبالتالي يتناقص زخمها تدريجياً حتى تتوقف تماماً عن الحركة. فالنظام هنا ليس معزولاً، ولذلك فإن كمية الحركة الكلية فيه لا يمكن أن تبقى محفوظة.