חיכוך קינטי וחיכוך סטטי
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| static friction/ˈstætɪk ˈfrɪkʃn/ | חיכוך סטטי |
| kinetic friction/kɪˈnetɪk ˈfrɪkʃn/ | חיכוך קינטי |
| coefficient of static friction/ˌkəʊɪˈfɪʃənt ɒv ˈstætɪk ˈfrɪkʃn/ | מקדם חיכוך סטטי |
היא לא זזה... ואז פתאום מחליקה
- דוחפים קופסת כבדה בעדינות ואין שינוי; דוחפים חזק יותר ועדיין אין שינוי; דוחפים עדיין חזק יותר — והיא זזה לפתע.
- לפני שהיא זזה, חיכוך סטטי גדל כדי להתאים בדיוק לדחיפה שלך.
- ברגע שהיא מתחילה להחליק, נכנס לתפקידו חיכוך קינטי — בדרך כלל מעט חלש יותר.
- שניהם נובעים מהמגע בין פני השטח, ושניהם פועלים מקביל לפני השטח.
חיכוך סטטי מתכוונן לעצמו
- חיכוך סטטי מתנגד לגוף שאינו עוד זז.
- הוא גדל כדי להתאים לדחיפה המופעלת, עד למקסימום: $f_s \le \mu_s N$.
- מתחת למקסימום זה הגוף נשאר במקומו; החיכוך הוא בדיוק בגודל הנדרש.
- $\mu_s$ הוא מקדם החיכוך הסטטי, ו$N$ הוא כוח הנורמלי.
איזה חיכוך פועל על גוף שנדחף אך טרם התחיל לנוע?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
לפני ההחלקה, פועל חיכוך סטטי וגדל כדי להתאים כוח הדחיפה, עד $\mu_s N$.
חיכוך קינטי הוא בערך קבוע
- ברגע שההחלקה מתחילה, פועל חיכוך קינטי: $f_k = \mu_k N$.
- הוא נשאר בערך קבוע לא משנה כמה מהר הגוף מחליק.
- בדרך כלל $\mu_k < \mu_s$ — לוקח יותר כוח כדי להתחיל להחליק מאשר כדי לשמור על ההחלקה.
- זוהי הסיבה שהקופסה "מתחררת" ואז מרגישה קל יותר לדחוף אותה.
חיכוך במדרון
הגבה את הזווית או את מקדם החיכוך וראה מתי הגוש מתחיל בסופו של דבר להחליק.
קופסה החולקת בעלת כוח נורמלי $N = 40\ \text{N}$ ו$\mu_k = 0.3$. מהו כוח החיכוך הקינטי, ב$\text{N}$?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$f_k = \mu_k N = 0.3 \times 40 = 12\ \text{N}$.
לרוב המשטחים, איך המקדמים משווים זה לזה?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
בדרך כלל $\mu_s > \mu_k$, ולכן נדרש כוח רב יותר לשבור את החיכוך מאשר להמשיך בהחלקה.
על מה התלויות תלויות
- התלויות תלויות בכוח הנורמלי $N$ ובמשטחים, דרך $f = \mu N$.
- לחץ חזק יותר (מסה גדולה יותר $N$) והחיכוך גדל; מכאן שמצעים כבדים קשים להזזה.
- מפתיע, היא כמעט לא תלויה בשטח המגע — לבנה מחליקה באותו אופן על כל צד.
- היא אינה תלויה במהירות (עבור התלויות הקינטית, בקירוב טוב).
כוח החיכוך תלוי בחוזקה רבה בשטח המגע בין המשטחים.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
באופן קירוב טוב, חיכוך תלוי ב$\mu$ ובכוח הנורמלי, לא בשטח המגע.
כוח החיכוך הוא המקדם $\mu$ כפול הכוח ה____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$f = \mu N$, כאשר $N$ הוא הכוח הנורמלי הלוחץ את המשטחים יחד.
סמן כל השינויים שמגדילים את כוח החיכוך הקינטי על קופסה החולקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
חיכוך $= \mu_k N$: כוח נורמלי גדול יותר או משטחים מחוספסים יותר מגדילים אותו. שטח המגע והמהירות כמעט לא משפיעים.
התלויות הסטטית אינה תמיד $\mu_s N$ — זהו רק ה-מקסימום שלה. מתחת לנקודת ההחלקה, התלויות הסטטית שווה לכל כוח הדחיפה שהיא צריכה לאזן ($f_s \le \mu_s N$). כמו כן, התלויות כמעט לא תלויה בשטח המגע, ולכן קופסה רחבה אינה "תופסת" טוב יותר.
קופסה לוחצת על הרצפה בכוח נורמלי $N = 40\ \text{N}$, ו$\mu_k = 0.3$.
- בזמן החלקה, התלויות הקינטית היא $f_k = \mu_k N = 0.3 \times 40 = 12\ \text{N}$.
- כוח זה $12\ \text{N}$ מתנגד לתנועה, ללא קשר למהירות הקופסה.
התלויות סטטית ($f_s \le \mu_s N$) עולה כדי למנוע תנועה עד למקסימום; התלויות קינטית ($f_k = \mu_k N$) מתנגדת להחלקה וכמעט קבועה. בדרך כלל $\mu_s > \mu_k$. התלויות $= \mu N$ — היא תלויה בכוח הנורמלי, ולא בשטח המגע או במהירות.