חוקי ניווט, כוח ותנע

מדוע ידיים רכות תופסות ביצה

• לתפוס ביצה שנזרקה עם ידיים קשות היא תתפורר; עם ידיים רכות ומתכווננות היא תישארה שלמה.
• שתיהם עצרו את אותה ביצה — אך ידיים רכות לוקחות זמן ארוך יותר, ולכן ה-כוח הוא קטן יותר.
• הקשר הזה בין כוח, תנע וזמן הוא ליבת המכניקה.

תנע

• תנע $p = mv$ — מסה כפול מהירות. זהו וקטור (אותו כיוון כמו $v$).
• יחידה: $\dfrac{\text{kg}\cdot\text{m}}{\text{s}}$, אותה כמו $\text{N}\cdot\text{s}$.

רקטורה דוחסת גז כלפי מטה; לפי החוק השלישי של ניוטון הגז דוחף אותה כלפי מעלה

כוח = קצב השינוי בתנע

• חוק השני של ניוטון, במלואו: $F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t}$.
• כאשר המסה קבועה, משוואה זו הופכת למשוואה המוכרת $F = ma$.

בתאונה, כוח גדול פועל לאורך זמן קצר מאוד כדי לשנות תנע

אימפולס והתנגשויות

• הכוח הממוצע בהתנגשות הוא $F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t}$ — שינוי בתנע מחולק בזמן המגע.
• זמן מגע ארוך יותר מוביל לכוח קטן יותר (הביצה, אזור התקממות, ברך מכופפת בנחיתה).
• קשר באנרגיה: $E_{\text{k}} = \dfrac{p^{2}}{2m}$.

משקל וכוח חיכוך נורמלי על ספר המונח על שולחן

חוק ראשון של ניוטון

• עם כוח תוצאתי אפס, גוף נשאר במנוחה או נע במהירות קבועה.
• אתם מושלכים קדימה כשהאוטובוס בלם כי הגוף שלכם "רוצה" להמשיך לנוע — אינרציה.

החוק השני של ניוטון

• כוח תוצאתי גורם לתאוצה: $F = ma$.
• התאוצה תמיד מצביעה באותו כיוון כמו הכוח התוצאתי.

חוק שלישי של ניוטון

• אם A דוחף את B, אז B דוחף את A בחזרה — שווה בגודלו, מנוגד בכיוונו.
• שני הכוחות פועלים על גופים שונים והם אותו סוג של כוח.

משקל

• משקל הוא הכוח הכבידתי על מסה: $W = mg$.
• המסה זהה בכל מקום; המשקל משתנה בהתאם ל-$g$ (פחות ירח).

סימונים נופלים מהיד

הבנתך מושלמת