ارتداد (فيزياء)

مدفع قديم كانت تستعمله البحرية ، وهو يرتد مسافة قليلة عند اطلاقه.

ارتداد في الفيزياء و علم الحركة (بالإنجليزية :recoil ) ردة عكسية تحدث مثلا للمدفع عند انطلاق القذيفة ، أو الردة العكسية للمسدس عند أطلاق الرصاصة. ويكون اتجاه الحركة في عكس اتجاه انطلاق القذيفة وتسريعها.

تحدث تلك الظاهرة في حياتنا اليومية كثيرا حيث أن لكل فعل ردة فعل مساري له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه . فعندما نلعب البلياردو نلاحظ ردة الفعل على كرة البلياردو ، كذلك يحدث ذلك للذرات في والجزئيئات في الغازات وفي الحالة السائلة و الحالة الصلبة . وعندما تطلق نواة ذرة اليورانيوم جسيم ألفا بسبب نشاط اليورانيوم الإشعاعي فإن النواة تعاني ردة عكسية أي بعطس اتجاه انطلاق جسيم ألفا الخارج منها.

ردة البندقية عند اطلاقها

للردة في الفيزياء زخم الحركة $p_{R}$ ويكون زخم حركة البندقية عن اطلاق القذيفة مساويا لزخم حركة القذيفة و زخم الغاز المندفع مع القذيفة طبقا لقانون انحفاظ الزخم الخطي. ويسب زخم القذيفة بأنه خاصل ضرب كتلة القذيفة $m_{G}$ في سرعة القذيفة $v_{0}$ عنجد فوهة البندقية ، أي أن :

$p_{R}=m_{G}\cdot v_{0}$

ويصعب حساب زخم الغاز المنطلق (البارود) من البندقية ولكن يمكن تعيينه عمليا. ولحساب زخم البارود بالتقريب فيمكن إضافة نصف كمية البارود إلى كتلة القذيفة .

سرعة ارتداد البندقية $v_{R}$ يمكن حسابها بتطبيق قانون انحفاظ الزخم الخطي من حاصل ضرب كتلة القذيفة $m_{G}$ في سرعتها عند الانطلاق $v_{0}$ والنسبة بين كتلة البندقية إلى كتلة القذيفة:

$v_{R}={\frac {m_{G}\cdot v_{0}}{m_{W}}}$

Rückstoßprinzip einer Schusswaffe

ويمكننا حساب طاقة حركة القذيفة والغاز المنطلق من البندقية المعتمدة على سرعة الانطلاق ، وتعيين طاقة ارتداد البندقية باستخدام النسبة بين كتلة القذيفة والغاز إلى كتلة البندقة نفسها.

يمكن حساب طاقة حركة الارتداد $W_{R}$ :

$W_{R}={\frac {m_{W}\cdot v_{R}^{2}}{2}}$

ومنها نستنتج أنه كلما صغرت كتلة القذيفة التي تنطلق بسرعة معينة من البندقية كلما صغرت طاقة ارتداد البندقية .

ويمكننا معرفة قوة الارتداد $F_{R}$ فهي تعادل قوة التسريع $F_{B}$ التي تؤثر على القذيفة والغاز المنطلق . وقوة التسريع هي حاصل ضرب كتلة القذيفة $m_{G}$ وعجلة التسريع $a$:

$F_{R}=F_{B}=m_{G}\cdot a$

وتمكننا حساب تسريع القذيفة بمعرفة سرعة خروجها من فوهة البندقية $v_{0}$ وطول اسطوانة البندقية $s$:

$a={\frac {v_{0}^{2}}{2\cdot s}}$

يتسبب ضغط الغاز الناتج عن البارود في توليد قوة الارتداد . وتؤثر تلك القوة لمدة قصيرة على البندقية حيث يعتمد تغير مسيرة قوة الارتداد على تغير ضغط الغاز بعد اشتعال البارود في ماسورة البندقية.

استخدام الارتداد للدفع النفاث

تستخدم قوة الارتداد في دفع المحرك النفاث والمحرك الصاروخي حيث يخرج الغاز الساخن بضغط عالي إلى الخلف دافعا الطائرة النفاثة أو الصاروخ إلى الأمام . وتحسب قوة الارتداد $F_{R}$ كخاصل ضرب معدل توليد الغازات في النفاثة (${\dot {m}}_{l}$) في سرعة خروج الغاز (v).

$F_{R}={\dot {m}}_{l}\cdot v$

أنظر أيضا

• تصادم مرن
• تصادم