תנועה
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| momentum/məʊˈmentəm/ | תנע |
| conservation of momentum/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv məʊˈmentəm/ | שימור תנע |
| collision/kəˈlɪʒn/ | התנגשות |
| explosion/ekˈspləʊʒn/ | פיצה |
| conserved/kənˈsɜːvd/ | שמור |
| elastic/ɪˈlæstɪk/ | אלסטי |
| kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | אנרגיה קינטית |
| inelastic/ɪnɪˈlæstɪk/ | לא אלסטי |
התאונה שמוכיחה שהפיזיקה עובדת
- כאשר שתי מכוניות מתנגשות, התנע הכולל לפני התנגשות שווה לתנע הכולל אחריה — גם אם המכוניות נקממו ועצרו.
- שימור התנע הוא אחד החוקים החזקים ביותר בפיזיקה. הוא חל על כדורי ביליארד, טילים וחלקיקים תת-אטומיים.
מהו תנע?
- תנע = מסה × מהירות (וקטור): $\mathbf{p} = m\mathbf{v}$.
- יחידות: $\text{kg m s}^{-1}$ (או שקול ל-, N s).
- מכיוון שהוא וקטור, הכיוון חשוב: כדור בעל מסה 2 ק"ג הנע ימינה במהירות 3 מ'/שנייה יש לו תנע $+6$; הנעה שמאלה, $-6$.
דוגמה פותרת. כדור טנייס בעל מסה 0.5 ק"ג פוגע בקיר במהירות $20\text{ m s}^{-1}$ ומתחבר בחזרה במהירות $15\text{ m s}^{-1}$. שינוי בתנע $= 0.5(15) - 0.5(-20) = 7.5 + 10 = 17.5\text{ kg m s}^{-1}$.
תנודת ניוטון מדגימה שימור תנע
שימור תנע
m₁u₁ + m₂u₂ = (m₁+m₂)v
שתי עגלות מתנגשות ונדבקות זו לזו — הסך הכל של התנועה לפני השווה לסך הכל אחרי.
תנע מוגדר כ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
תנע = מסה × מהירות, גודל וקטורי.
כדור במסה 0.5 ק"ג פוגע בקיר ב-20 מ"ש ומחזיק חזרה ב-15 מ"ש. מהו השינוי בתנע (ק"ג·מ'/ש')?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השינוי = 0.5(15) − 0.5(−20) = 7.5 + 10 = 17.5 ק"ג·מ'/ש'.
שימור התנע
- בהתנגשות (או פיצוץ), תנע כולל נשמר:
שימו לב לסימנים. תנע הוא וקטור. אם גוף אחד נע שמאלה והשני ימינה, מהירות אחת חיובית והשנייה שלילית. טעות בסימנים היא השגיאה הנפוצה ביותר.
התנע הכולל לפני שווה להתנע הכולל לאחר ההתנגשות
בתהליך התנגשות, התנע הכולל של שני הגופים נשמר.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
התנע הכולל לפני ההתנגשות שווה להתנע הכולל אחרי ההתנגשות.
כאשר שני גופים נעים בכיוונים הפוכים, לתנעים שלהם יש סימנים הפוכים.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
תנע הוא גודל וקטורי — כיוונים הפוכים משמעותם סימנים הפוכים.
דוגמה מפורטת — התנגשות
- גוף במסה 2 ק"ג במהירות $3\text{ m s}^{-1}$ פוגע בגוף במסה 1 ק"ג בשקט והם נדבקים זה לזה.
התנע הכולל לפני שווה להתנע הכולל אחר כך: 2(3) + 1(0) = (2+1)v.
- לפני: $2(3) + 1(0) = 6\text{ kg m s}^{-1}$.
- אחר כך: $(2+1)v = 3v$.
- שימור: $3v = 6 \Rightarrow v = 2\text{ m s}^{-1}$.
גוף בעל מסה 2 kg הנע ב-3 m/s פוגע בגוף רדום בעל מסה 1 kg והם נדבקים יחד. מהי המהירות המשותפת שלהם (m/s)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
2(3) + 1(0) = (2+1)v, כלומר 6 = 3v, ולכן v = 2 m/s.
סוגי התנגשות
- אלסטית מושלמת: אנרגיה קינטית נשמרת (נדיר בפועל).
- לא-אלסטית: אנרגיה קינטית מאבדת (התנגשויות אמיתיות רבות).
- לא-אלסטית מושלמת: הגופים נדבקים זה לזה (איבוד אנרגיה מקסימלי).
- תנע נשמר בכל הסוגים — רק האנרגיה הקינטית עשויה להשתנות.
- בהתנגשות, התנע הליני הכולל אינו משתנה — שימור התנע הליני.
בהתנגשות אלסטית מושלמת, איזה גודל נשמר (בנוסף לתנע)?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
בהתנגשות אלסטית מושלמת, גם תנע וגם אנרגיה קינטית נשמרים.
הבנתך מושלמת
- תנע = מסה × מהירות (וקטור)
- שימור: $m_1 u_1 + m_2 u_2 = m_1 v_1 + m_2 v_2$
- התנע הכולל הוא אותו דבר לפני ואחרי ההתנגשות
- תנע נשמר בכל התנגשויות; אנרגיה קינטית רק בהתנגשויות אלסטיות