51. ותנועה כוחותנועה כוחII
– ב4.4.74הצליח
להזיז מאסיס ג’ון הבלגי
.נוסעים קרונות שני
ע"י זאת עשה הוא
בחבל שיניו נעיצת
לקרונות שנקשר
הקרונות מסת .ומשיכתו
בערך היא80!טון
?זאת לבצע כדי אנושי – על בכוח להשתמש נאלץ האם
2. ,במיוחד .לתנועה בגורמים ולא תנועה של בבעיות דנו עתה עד
גורם מה של בבעיה טפלנו לא מואצים בגופים דנו כאשר
שמשהו מסיקים אנו ישר שכל מתוך .המהירות להשתנות
הזה למשהו .מהירותו כיוון או גודל את לשנות לגוף גרם בסביבה
.כוח קוראים
וחלק ניוטון היה והכוח התאוצה בין בקשר שדן הראשון
.ניוטונית מכניקה קרוי בכך העוסק המכניקה
3. .המקרים בכל תופסת אינה ניוטונית מכניקה
להשתמש צורך יש האור למהירות קרובה הגופים מהירויות אם
.הפרטית היחסות בתורת
להשתמש צורך יש אזי האטום של גודל בסדר הם הגופים אם
.הקוונטים במכניקת
שתי של פרטי מקרה היא הניוטונית המכניקה כי להראות וניתן
,ניוטונית במכניקה להשתמש ניתן יום יום בחיי .הללו התיאוריות
קטנים ממאוד משתנה שגודלם גופים תנועת את המסבירה
.אסטרונומים גופים עד ( אטומית בסקלה כמעט )
4. חוקחוקIIניטון שלניטון של
ינוע שגוף להבטיח כדי בכוח צורך שיש כולם ""ידעו ניוטון עד
.במנוחה הוא כאשר "הטבעי "במצבו יהיה וגוף ,קבועה במהירות
סופי למרחק ינוע הוא ,דחיפה לגוף ניתן אם .הגיוני נשמע הרעיון
לנוע שימשיך כדי מסוים בכוח הגוף את לדחוף צריך .וייעצר
משטח על הדחיפה ניסוי את נערוך אם אולם .קבועה במהירות
על לשמור כדי מוקטן בכוח צורך שיש נגלה מהקודם חלק יותר
.הגוף של קבועה מהירות
שלו הראשון החוק את ניסח ניוטון ,הללו מהתצפיות כתוצאה
חוקI( )זמני ניסוח ניוטון של
.כוח שום עליו פועל לא אם תשתנה לא גוף מהירות
5. כוחכוח
גורם כוח כי ידוע .כוח של פיזיקלית להגדרה כעת זקוקים אנו
.התאוצה בעזרת הכוח את נגדיר ולכן לתאוצה
לכן צריך .וקטורי גודל היא ותאוצה תאוצה ע"י נימדד כוח
בכוונים הכוח הפעלת ע"י וקטורי גודל הוא הכוח שגם להוכיח
.הסופרפוזיציה עקרון זהו .החיבור חוק של הדגמה וע"י שונים
של מקבילים כוחות שני אזי העיקרון אילולי1Nשל שקול יתנו
5N.
של סטנדרטית מסה נבחר1kg,חלק משטח על אותה נניח .
התאוצה את ונמדוד אותה נדחוףaשיעניק הכוח את נחפש .
של תאוצה למסה1m / s2
של כוח שהפעלנו נאמר זה במקרה .
) אחד ניוטון1Nשל כוח .(2Nשל תאוצה הנ"ל למסה יגרום2
m / s2
.
6. יהיה ניוטון של ראשון חוק
) הגוף על הפועלים הכוחות סכום אםΣF(מהירות אזי מתאפס
.קבועה נשארת הגוף
אין ,כוח אין אם ולכן לתאוצה גורם שכוח כן אם רואים אנו
.משתנה אינה והמהירות תאוצה
7. להחזיק חייב אתה מסתובבת קרוסלה על עומד אתה כאשר מדוע
?במנוחה להישאר כדי לרצפה המחובר בעמוד
במערכות רק בתוקף ניוטון של ראשון שחוק היא לכך התשובה
ראשון חוק אינרציאלית איננה המערכת אם .אינרציאליות ייחוס
.בתוקף אינו ( הניוטונית המכניקה וכל ) ניוטון של
הוא ניוטון של ראשון חוק בה מערכת היא אירציאלית מערכת
.מסיבובו מתעלמים אם הארץ כדור פני היא כזו מערכת .בתוקף
עומד זה הרי !במנוחה להישאר כדי כוח להפעיל עליך כלומר
.ניוטון של ראשון לחוק בסתירה
אינרציליות מערכות
8. המערכות .מואצת מערכת היא אינרציאלית לא מערכת ,ככלל
אחת קבועה במהירות שנעות המערכות כל הם האינרציאליות
.לשניה יחסית
חלק משטח על מחליקה דיסקה
כדור פני על צופה לפי .לדרום מצפון
מסלול קצרים במרחקים ,הארץ
.ישר קו הוא הדיסקה
N
S
EW
מתעקם מסלולה גדולים במרחקים
סיבובו עקב ,הארץ שכדור כיון מערבה
.אינרציאלית ייחוס מערכת איננו ,
נעה מתחתיו הקרקע את רואה הדיסקה על היושב צופה
מזרחה
9. להגיע עשוי הוא ,יורק לניו הצפוני מהקוטב נשלח טיל אם
.בחשבון יובא לא צירו סביב הארץ כדור סיבוב אם לשיקגו
כוחות שני של התנהגות נכון מתאר מהציורים איזהF1– וF2
F1
F2
F1
F2
F2
F1
F1
F2
F1
F2 F2
F1
10. מסהמסה
והתאוצה המסה של הסטנדרט בעזרת הכוח את שהגדרנו אחרי
?מסה זו בדיוק מה היסודית השאלה נשארת
אם .לגוף שיש החומר לכמות קשורה המסה אינטואיטיבי באופן
תהיה התוצאה עוצמה באותה טניס ובכדור בכדורגל נבעט
.ניסויים של סידרה ע"י מסה למדוד ננסה .ברורה
גוף של מסה על הזה הכוח את כעת נפעילXבתאוצה ינוע הגוף .
של0.25m / s2
גדולה שלמסה ,יום יום מחיי ,יודעים גם אנו .
.יותר קטנה תאוצה יש יותר
בת המסה של הסטנדרט על כוח נפעיל הראשון בניסוי1kg
של תאוצה לה שיעניק כך הכוח את ונכוון1m /s2
של הוא הכוח .
1N.
11. mX / m0 = a0 / aX
mX = m0 a0 / aX = 4 kg
יהיו הגופים שני של המסות יחסי :הבאה ההנחה את נניח
.התאוצות של ההפוך ליחס שווים
אחרים כוחות נפעיל אם רק נכונה תהיה הזאת שהסברה כמובן
של כוח נפעיל אם .מסה אותה את ונקבל הגוף על8Nהגוף על
של תאוצה נקבל הסטנדרטי8m /s2
על מופעל הזה הכוח כאשר .
הגוףXשל תאוצה לו יעניק הוא ,2m /s2
תהיה ומסתו ,
mX = m0 a0 / aX = 1x8/2 = 4 kg
12. עם אוטומטית ובאה הגוף של אינטרינסית תכונה היא המסה
פעולת בכיוון תלויה שאינה כיון סקלרית תכונה היא .הגוף קיום
.הכוח
.תשובה קיבלנו לא מסה מהי השאלה על אבלאינטואיציה לנו יש
?צפיפותו ?גודלו ?הגוף משקל היא המסה האם .המסה מהות על
.למסה קשורים הללו הגדלים שכל למרות שלילית היא התשובה
הכוח בין המקשרת הגוף של פנימית תכונה היא המסה עבורנו
.תאוצתו ובין הגוף על הפועל
13. ניוטון של שני חוקניוטון של שני חוק
הגוף מסת למכפלת שווה הגוף על הפועלים הכוחות סכום
.בתאוצתו
ΣF = ma
ΣFx = max ΣFy = may ΣFz = maz
2kg
20N
10N
30°
3m/s2
50° שמסתו ,גוף על2kg
פועלים3,הראשון .כוחותF1בן
10Nבת בזווית מכוון°30– לדרום
, השני .מערבF2בן ,20Nמכוון
.צפונה
השלישי הכוח של גודלו מהF3בת תאוצה מעניק הוא אם3m /
s2
.בציור המצוין בכוון לגוף
F1 +F2 +F3 = ma
F3 = ma – F1 – F2
50º
14. F3,x = m a cos 50 – F1 cos (-150) – F2 cos 90=
2•3 cos 50 – 10 cos (-150) = 12.5 N
-F2
-F1
ma
F3
F3,y = m a sin 50 – F1 sin (-150) – F2 sin 90=
2•3sin 50 – 10 sin (-150) – 20 = -10.4 N
F3 = 12.5 i –10.4 j ≈ 13 i - 10 j
F3 = ( 12.52
+ 10.42
)½
= 16.26 N ≈ 16N
θ
θ = tan –1
F3,y / F3,x = -40°
15. כוח סוגיכוח סוגי
1.( )גרביטציוני כובדי כוח
,כובדי כחFgהגוף .שני גוף כלפי המכוונת גוף של משיכה הוא ,
כדור מרכז כלפי מכוון והכוח ,הארץ כדור כלל בדרך הוא השני
.אינרציאלית מערכת היא הארץ פני .הארץ
,האוויר התנגדות בהזנחת .חופשית בנפילה נופל גוף
-Fg = m (-g(
Fg = -Fg j = -mg j = mg
Fg = mg
16. 2.משקל
גוף של משקלWשל חופשית נפילה למניעת הדרוש הכוח הוא
.הגוף
על עומד אתה כאשר במנוחה בידך כדור על לשמור ,למשל
כוח את לאזן כדי מעלה כלפי כוח להפעיל צריך אתה האדמה
.הגוף על הפועל הכובד
W – Fg = m•(0(
W = Fg = mg
W
Fg = mg
המשקלW-ל בגודלו שווה גוף שלFgעל הפועל הכובד כח ,
.הגוף
17. תכונה היא הגוף מסת .הגוף מסת אינו הגוף משקל !זהירות
יהיה הגוף משקל !כוח הוא הגוף משקל .הגוף של אינטרינסית
של בגודלו הנבדלים שונים במקומות שונהgגוף של משקל .
שמסתו7.2kgהוא71Nרק יהיה משקלו הירח פני על .12N
רק היא הירח על החופשית הנפילה שתאוצת כיון1.7m / s2
.
18. 3.נורמלי כוח
האדם על חזרה ולוחץ מתעות המשטח ,משטח על עומד כשאדם
.למשטח המאונך נורמלי בכוח
N
Fg
N – Fg = may
N – mg = may
N = m(g + ay(
המערכת אם .והגוף השולחן בתאוצת תלוי הנורמלי הכוח
שווה הנורמלי הכוח אזי קבועה במהירות בתנועה או במנוחה
.למשקל
19. 4..חיכוך כוח
מגע כוח זהוfמשטחים שני בין
.לתנועה המתנגד
f
תנועה
5.מתיחות
בכוח אותו ומושכים לגוף מחוברים ,מתוחים שרשרת או חבלT.
.בחוט המתיחות זוהי
משמש והוא שווה לאורכו המתיחות ,מסה חסר החוט אם
הגופים שני את מושך הוא .לצד מצד המתיחות להעברת
בכוח אליו המחובריםTחסרת גלגלת סביב כרוך החוט אם גם .
.לצד מצד המתיחות את מעביר הוא ומסה חיכוך
20. בשיניו הקרונות את גורר הוא .הקרונות גורר מסיס לג’ון נחזור
פי הגדול כוח כך עקב ומפעיל2.5בת ובזווית ממשקלו30°
היא מסתו .התנועה לכוון80kgהוא הקרונות משקל .700000
N.מטר של למרחק אותם מזיז והוא ,
.המרחק בסוף הקרונות מהירות מהי
v2
= v0
2
+ 2a( x – x0(
v0 = 0 x – x0 = 1
T
30°
Fg
N
Fx = Max
T cos θ = Ma
M = W / g = 7x105
/ 9.8 = 7.143x104
kg
T = 2.5 mg = 2.5x80x9.8 = 1960 N
a = T cos θ / M = 0.002376 m /s2
v = 0.22 m /s
ההתחלה תנאי
22. שמשקלו ,אדם72.2Kgמראה מה .במעלית משקל על עומד
או מעלה כלפי בתנועה היא וכאשר נחה המעלית כאשר המשקל
.מטה
הפועל הנורמלי הכוח את מראה המשקל
.המעלית רצפת על
W
N
N – W = ma
,קבועה במהירות או במנוחה המעלית כאשר
(a = 0.האמיתי המשקל הוא המשקל ,(
שיכול מדומה משקל מראה המשקל ,בתאוצה נעה המעלית כאשר
הרגשה .חופשית נפילה נופלת המעלית אם אפס להיות אפילו
.במעלית וריחוף משקל חוסר של
N – mg = ma
N = m (g + a(
23. קבוע אופקי כוחFapשגודלו20Nשמסתו גוף על פועלm A =
4.0 kGבן שני גוף שדוחף ,m B = 6.0 kGפני על נעים הגופים .
.חיכוך חסר מישור
Fap הכוח ומהו הגופים תאוצת מהי
שגוףAגוף על מפעילB.
Fap FAB
Fap – FAB = mAa
FAB
FAB = mBa
a = FAB / ( m A + m B ) = 2.0 m /s2
F = m a = 12 N
ייתן המשואות פתרון