ויקיספר

פיזיקה תיכונית/מכניקה/דינמיקה/סוגי כוחות שונים: הבדלים בין גרסאות בדף

עיון אינטראקטיבי בהיסטוריה
→ העריכה הקודמתהעריכה הבאה ←
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
חזותיקוד ויקי
אין תקציר עריכה
אין תקציר עריכה
שורה 1:
יד הדוחפת כדור, אדם המושך בול עץ, כבידה הפועלת על חפץ, החיכוך שמפעיל האוויר על גוף -– כל אלה הם כוחות הפועלים על גופים שונים. לענייננו אין זה משנה מה מקור הכוח אלא רק מה התכונות שלו ולכן נסמן כוח כלשהו ב- <math>\vec F</math> והיחידות הן <math>N</math> (ניוטון), אבל ישנם כמה כוחות ייחודיים שיש להם חוקיות שכדאי להכיר כאן נדון בכמה מהם.
 
לענייננו אין זה משנה מה מקור הכוח אלא רק מה התכונות שלו ולכן נסמן כוח כלשהו <math>\vec F</math> והיחידות הן <math>N</math> (ניוטון), אבל ישנם כמה כוחות ייחודיים שיש להם חוקיות שכדאי להכיר כאן נדון בכמה מהם.
===כבידה (<math>\vec w</math>)===▼
כוח הכבידה מסומן ב- <math>\vec w</math> (בשביל Weight) הכיוון שלו תמיד מאונך כלפי מטה ו - כשהגוף קרוב לפני הקרקע - שווה ל: <math>\vec w=m\vec g</math> כלומר כוח הכבידה הפועל על גוף שווה למסה שלו כפול התאוצה של נפילה חופשית הקיימת באותו כוכב.▼
 
▲===כבידה (<math>\vec w</math>)===
===נורמל (<math>\vec N</math>)===▼
▲כוח הכבידה מסומן ב- <math>\vec w</math> (בשביל Weight) הכיוון שלו תמיד מאונך כלפי מטה ו - כשהגוף קרוב לפני הקרקע - שווה ל: <math>\vec w=m\vec g</math> כלומר כוח הכבידה הפועל על גוף שווה למסה שלו כפול התאוצה של נפילה חופשית הקיימת באותו כוכב.
אם חפץ כלשהו מונח על שולחן כאמור פועל עליו כוח כבידה כלפי מטה אבל אנחנו רואים שהוא לא זז, לכן על-פי החוק השני של ניוטון קיים כוח שהוא הופכי ושווה בגודלו לכבידה זה הכוח הנורמלי (קוראים לו גם כן נורמל) שמסומן ב- <math>\vec N</math> שהשולחן מפעיל על אותו החפץ, הכוח הנורמלי הוא תמיד מאונך למשטח כלפי חוץ כך שלגוף אין כוח בכיוון המבנה מה שיגורם לחדירתו לתוכו.▼
 
▲===נורמל (<math>\vec N</math>)===
===חיכוך (<math>\vec f</math>)===▼
▲אם חפץ כלשהו מונח על שולחן כאמור פועל עליו כוח כבידה כלפי מטה אבלאך אנחנו רואים שהוא לא זז, לכן על-פיעל־פי החוק השני של ניוטון קיים כוח שהוא הופכי ושווה בגודלו לכבידה זה הכוח הנורמלי (קוראים לו גם כן נורמל) שמסומן ב-המסומן <math>\vec N</math> שהשולחן מפעיל על אותו החפץ, הכוח הנורמלי הוא תמיד מאונך למשטח כלפי חוץ כך שלגוף אין כוח בכיוון המבנה מה שיגורם לחדירתו לתוכו.
נדחוף חפץ כבד בכוח חלש כך שהגוף לא יזוז נגביר את הכוח שבו אנו דוחפים את הגוף עד שפתאום הוא יתחיל לזוז ואז לרוב הכוח הנדרש להמשך התנועה יהיה חלש יותר מזה שנדרש להתחיל את התנועה בהתחלה, הסיבה לכך היא שישנו כוח חיכוך הכיוון של כוח זה הוא תמיד נגד כיוון התנועה ומסומן ב- <math>\vec f</math> (בשביל friction בשאלות תנועה מעגלית נהוג לסמן חיכוך ב- <math>f^*</math> כדי שלא לבלבל עם תדירות שמסומנת גם כן ב- <math>f</math>). ישנם שני חיכוכים - חיכוך לפני תנועה כלומר שהגוף במנוחה שמסומן <math>f_s</math> וחיכוך בזמן תנועה שמסומן ב- <math>f_k</math> . ה- <math>f_s</math> גדל ככל שמשקעים כוח להזיז את הגוף כך שסך הכוחות שווה לאפס עד שמגיעים לגבול מסוים שהוא הרמה העליונה של החיכוך הסטטי והגוף מתחיל לנוע ואז רמת החיכוך יורדת (לרוב) ונשארת קבועה וזהו <math>f_k</math> . החיכוך נקבע ע"י סוגי המשטחים המתחככים וגודל זה נקרא קבוע החיכוך שמסומן ב- <math>\mu</math> , כמו כן <math>f_s\ge f_k</math> .▼
 
▲===חיכוך (<math>\vec f</math>)===
▲נדחוף חפץ כבד בכוח חלש כך שהגוף לא יזוז נגביר את הכוח שבו אנו דוחפים את הגוף עד שפתאום הוא יתחיל לזוז ואז לרוב הכוח הנדרש להמשך התנועה יהיה חלש יותר מזה שנדרש להתחיל את התנועה בהתחלה, הסיבה לכך היא שישנו כוח חיכוך הכיוון של כוח זה הוא תמיד נגד כיוון התנועה ומסומן ב- <math>\vec f</math> (בשביל friction בשאלות תנועה מעגלית נהוג לסמן חיכוך ב- <math>f^*</math> כדי שלא לבלבל עם תדירות שמסומנתהמסומנת גם כן ב- <math>f</math>). ישנם שני חיכוכים -– חיכוך לפני תנועה כלומר שהגוף במנוחה שמסומןהמסומן <math>f_s</math> וחיכוך בזמן תנועה שמסומן ב- <math>f_k</math> . ה- ה־<math>f_s</math> גדל ככל שמשקעים כוח להזיז את הגוף כך שסך הכוחות שווה לאפס עד שמגיעים לגבול מסוים שהוא הרמה העליונה של החיכוך הסטטי והגוף מתחיל לנוע ואז רמת החיכוך יורדת (לרוב) ונשארת קבועה וזהו <math>f_k</math> . החיכוך נקבע ע"י סוגי המשטחים המתחככים וגודל זה נקרא קבוע החיכוך שמסומן ב-המסומן <math>\mu</math> , כמו כן <math>f_s\ge f_k</math> .
בסף התנועה כלומר הכוח שיגורם לגוף להתחיל לנוע שווה ל- <math>\vec f_s=\mu\vec N</math> כאשר <math>\mu</math> קבוע החיכוך ו- ו־<math>\vec N</math> הנורמל שפועלהפועל בין המשטחים.
 
===מתיחות (<math>\vec T</math>)===
לשם פשטות נדון בחבל בעל מסה הניתנת להזנחה.
 
אם חבל כזה מחובר לקיר מצד אחד ומצידוומצדו השני יד מפעילה עליו כוח בשיעור מסוים עד שהחבל מתוח, במצב כזה היד לא זזה מה שאומר שהחבל בנקודת האחיזה מפעיל על היד כוח באותה העוצמה שהיד מפעילה על החבל, אבל גם הנקודה הזו בחבל לא זזה מה שאומר שהנקודה הבאה בחבל מפעילה עליה את אותו הכוח וכך לאורך כל החבל עד לקיר שבו הנקודה האחרונה מפעילה על הקיר כוח שעצמתו שווה לכוח שיד מפעילה על החבל והקיר מצידו מפעיל על החבל את אותו הכוח אבל הפוך כך שלאורך כל החבל יש את אותה המתיחות שמסומנתהמסומנת <math>\vec T</math> (במילה Tension)
 
במקרים בהם יש לחבל מסה שאיננה ניתנת להזנחה המתח בחבל לא שווה.
שורה 24 ⟵ 26:
הכוח שהקפיץ מפעיל על גוף עולה עם המרחק שהקפיץ נמתח/מתכווץ ממנוחה.
 
נוקשות הקפיץ תלויה בקבוע הקפיץ שמסומן ב- <math>k</math> והיחידות שלו הן כוח/אורך (ניוטון למטר)
 
ולכן משוואת הכוח שהקפיץ מפעיל נראית כך: <math>\vec F= k\cdot\Deltavec lx</math>{{ש}}
*<math>\vec F</math> - הכוח שהקפיץ מפעיל.{{ש}}
*<math>k</math> - קבוע הקפיץ, מראה על נוקשות הקפיץ.{{ש}}
*<math>\deltavec lx</math> - השינוי באורך הקפיץ.{{ש}}
 
'''חיבור קפיצים''':
שורה 35 ⟵ 37:
במקביל: <math>k=k_1+k_2</math>
 
בטור: <math>\frac{1}{k}frac1k=\frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_2}=\frac{k_1+k_2}{k_1\!\cdot \!k_2}</math> ולכן כשהקפיצים שונים: <math>k=\frac{k_1\!\cdot \!k_2}{k_1+k_2}</math> וכשהקפיצים זהים: <math>k=\frac{k^2}{2K}</math>
 
{| class="toccolours" style="clear: both; margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center; width: 75%;"
|-
!style="clear;"| הפרק הקודם:
!style="clear;"| סוגי כוחות שונים
!style="clear;"| הפרק הבא:
|-
|! '''[[פיזיקה תיכונית/מכניקה/דינמיקה/מבוא וחוקי ניוטון|חוקי ניוטון]]'''
|! '''[[פיזיקה תיכונית/מכניקה/דינמיקה/תרגילים#כוחות שונים|תרגילים]]'''
|! '''[[פיזיקה תיכונית/מכניקה/דינמיקה/ייצוג כוחות|ייצוג כוחות]]'''
|}
 
אוחזר מתוך "https://he.wikibooks.org/wiki/פיזיקה_תיכונית/מכניקה/דינמיקה/סוגי_כוחות_שונים"