איזון של גוף מוצק
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| turning effect/ˈtɜːnɪŋ ɪˈfekt/ | אפקט סיבובי |
| moment/ˈməʊmənt/ | מומנט |
| perpendicular/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə/ | ניצב |
| equilibrium/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | איזון |
| pivot/ˈpɪvət/ | ציר סיבוב |
| rigid body/ˈrɪdʒɪd ˈbɒdi/ | גוף קשיח |
| resultant force/rɪˈzʌltənt fɔːs/ | כוח שורה |
| centre of mass/ˈsentə ɒv mæs/ | מרכז מסה |
| topple/ˈtɒpl/ | התהפכות |
| limiting friction/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfrɪkʃn/ | שחיקה קריטית |
מדוע דלת כבדה קלה לפתיחה
- הדחפה בסמוך לציר היצמדנות גורמת לדלת זעזועים בודדים; הדחפה בידית גורמת לה להסתובב בקלות.
- אותה כוח, אך אפקט סיבוב שונה — המומנט. זה מה שמייצב קורות, גשרים ומשקולות.
מומנט של כוח ביחס לנקודה הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מומנט = כוח × מרחק אנכי — ההשפעה המסובבת.
מומנטים
- המומנט של כוח סביב נקודה = כוח × מרחק אנכי מהנקודה.
- הוא מדד לאפקט הסיבוב; מרחק גדול יותר מוביל לסיבוב חזק יותר.
איזון של קורה: לקחת מומנטים סביב ציר היצמדנת
איזון כוחות
כוח רוטט = 0
גוף נמצא באיזון כאשר הכוחות מתחברים קצה-לקצה חוזרים לאפס.
גוף קשיח במצב איזון דורש שגם הכוח הרוטט וגם סך המומנטים יהיו אפס.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
איזון כוחות מונע מעבר; איזון מומנטים מונע סיבוב.
בקורה אחידה, המשקל פועל ב______ המסה.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
משקל גוף אחיד פועל במרכז המסה שלו (בנקודת האמצע).
איזון של גוף קשיח
- גוף קשיח נמצא ב-איזון כאשר שתי התנאים מתקיימים:
- הכוח הרוכב הוא אפס (לא יתאיץ), וגם
- הסכום המומנטים סביב כל נקודה הוא אפס (לא יסתובב).
- משקל פועל ב-מרכז הכובד.
לקיחת מומנטים סביב ציר ההיצמדנות A מבטלת את תגובתו (הבלתי ידועה) מהמשוואה.
קורה אחידה באורך 4 מ' ומשקל 100 N נתמדת בנקודה A; כוח F בפועל בנקודה B (מרחק 4 מ') מאזן אותה. בחישוב מומנטים סביב נקודת A (המשקל פועל במרכז ב-2 מ'), מצאו את F (בניוטון).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
F × 4 = 100 × 2, so F = 200/4 = 50 N.
דוגמה מוצגת — קורה
- קורה אחיד באורך 4 מטר ומשקל $100$ N מסומן בנקודה A; כוח $F$ בפועל בנקודה B (במרחק של 4 מטר) מחזיק אותה מאוזנת.
- המשקל פועל במרכז, במרחק של 2 מטר מ-A. מומנטים סביב נקודה A: $F \times 4 = 100 \times 2$, ולכן הכוח הוא $F = 50$ N.
טיפ — בחרו בנקודת הסומן בחכמה. חישוב מומנטים סביב נקודה שבה פועל כוח לא ידוע גורם למומנט של כוח זה להיות אפס, ולכן הוא מתאפס מהמשוואה.
גוף מתהפך כאשר קו פעולת משקלו נופל:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ברגע שמשקל עובר מחוץ לבסיס, המומנט הופך אותו.
התהפכות והחלקה
- על מדרון או בהשקה אופקית, גוף עשוי להתהפך (להסתובב סביב קצה) או להחליק (לחלק).
- הגוף מתהפך כאשר קו פעולת משקלו חוצה מחוץ לבסיסו; הוא מחליק כאשר ההשקה עולה על החיכוך המקסימלי.
- מצאו את מרכז המסה של למינה או של גוף מורכב; גוף קשיח הנמצא תחת כוחות בשטח אחד נמצא באיזון כאשר סכום הכוחות וסכום המומנטים הם שניהם אפס.
הבנתך מושלמת
- מומנט = כוח × מרחק אנכי
- איזון: כוח תוצרת אפס וגם סכום המומנטים הכולל אפס
- המשקל פועל במרכז המסה; לקחת מומנטים סביב כוח לא ידוע כדי להעלים אותו מהמשוואה