חיכוך קינטי וחיכוך סטטי
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| kinetic friction/kɪˈnetɪk ˈfrɪkʃn/ | חיכוך קינטי |
| static friction/ˈstætɪk ˈfrɪkʃn/ | חיכוך סטטי |
| normal force/ˈnɔːml fɔːs/ | כוח נורמלי |
| coefficient of friction/ˌkəʊɪˈfɪʃənt ɒv ˈfrɪkʃn/ | מקדם חיכוך |
הכוח שמאפשר לך להליכה – ועצירה
- ללא חיכוך לא היית יכול להליכה, לנהוג, או אפילו להחזיק עט.
- אולם אותו כוח מבזבז אנרגיה ושוחק בלמיגות.
- חיכוך תמיד נאבק בזחילה בין שתי משטחים.
- הוא מגיע בשני סוגים – אחד לפני שהחלק מתחיל, ואחד בזמן החלק.
חיכוך סטטי לעומת קינטי
- חיכוך סטטי פועל לפני שמתחיל הזחל. הוא מתכוונן כדי להתאים לכוח הדחיפה שלך, עד לגבול המקסימלי.
- חיכוך קינטי פועל בעוד המשטחים מחליקים, בערך קבוע.
- שיא החיכוך הסטטי הוא בדרך כלל מעט גדול מהקינטי – ולכן קשה יותר להניע דבר מה בדחיפה הראשונה.
כמה זה גדול?
- חיכוך סטטי מקסימלי: $f_s \le \mu_s N$.
- חיכוך קינטי: $f_k = \mu_k N$.
- כאן $N$ הוא הכוח הנורמלי הלוחץ על המשטחים, ו-$\mu$ מקדם החיכוך.
כוח מופעל לעומת חיכוך
הגדל את הכוח המופעל וצפה איך החיכוך מתנגד עד שהתיבה משתחררת ומאיצה.
לתבה יש כוח תגובה $N = 50\ \text{N}$ ו$\mu_s = 0.6$. מהו החיכוך הסטטי המקסימלי (בניוטון)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$f_s^{max} = \mu_s N = 0.6 \times 50 = 30\ \text{N}$.
חיכוך דינמי שווה למקדם כפול הכוח ____ .
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$f_k = \mu_k N$, כאשר $N$ הוא כוח התגובה.
תיבת החלקה יש לה $N = 40\ \text{N}$ ו$\mu_k = 0.25$. חשבו את חיכוך הקינטי (ביחידות N).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$f_k = \mu_k N = 0.25 \times 40 = 10\ \text{N}$.
על מה זה תלוי – ועל מה לא
- חיכוך תלוי ב-כוח הנורמלי ובמקדם $\mu$.
- הוא לא תלוי בשטח המגע – לבנה מחליקה באותו אופן גם כשהיא שוכבת בצד וגם כשהיא עומדת על קצה.
- ללחוץ חזק יותר ($N$ גדול יותר) והחיכוך גדל.
החלקת לבנה על צידה הקטן נותנת יותר חיכוך מאשר על צידה הגדול והשטוח.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
חיכוך אינו תלוי בשטח המגע -- אלא רק בכוח התגובה וב$\mu$. שתי הזוויות נותנות אותו חיכוך.
בחרו את כל הדברים שבהם תלוי כוח החיכוך.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
חיכוך $= \mu N$ -- הוא תלוי ב$\mu$ וב$N$, ולא בכמות השטח שמגע.
חיכוך במעלה משופע
- במשופע, הכוח הנורמלי הוא רק $N = mg\cos\theta$ (ולא כל המשקל).
- לכן החיכוך הזמין הוא $\mu\,mg\cos\theta$.
- השווה זאת למשיכה לאורך המשופע $mg\sin\theta$ כדי לראות האם הגוף מחליק.
אתה דוחף קרון כבד בכוח של $18\ \text{N}$ והוא לא זז. החיכוך הסטטי הפועל עליו הוא...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
החיכוך הסטטי מתאים לדחיפה, ולכן הוא $18\ \text{N}$ -- הוא מגיע רק ל$\mu_s N$ ברגע ההחלקה.
תיבת $10\ \text{kg}$ יושבת על הרצפה עם $\mu_s = 0.4$.
- כוח נורמלי: $N = mg = 98\ \text{N}$.
- חיכוך סטטי מקסימלי: $f_s = \mu_s N = 0.4 \times 98 \approx 39\ \text{N}$.
- להניע בכוח פחות מ-$39\ \text{N}$ והיא תישאר במקום; להניע חזק יותר ותתנתק.
חיכוך סטטי אינו מספר קבוע – הוא כל מה שהוא צריך להיות, עד $\mu_s N$. אם תניעו תיבה כבדה בכוח $20\ \text{N}$ והיא לא זזה, החיכוך הוא $20\ \text{N}$, ולא $\mu_s N$. רק ברגע ההחלקה הוא מגיע לערכו המקסימלי.
חיכוך מתנגד להחלקה. חיכוך סטטי ($f_s \le \mu_s N$) עולה כדי להתאים לכוח הדחיפה עד להחלקה; חיכוך קינטי ($f_k = \mu_k N$) קבוע ברגע שהחלקה התרחשה. שניהם תלויים ב-כוח הנורמלי $N$ וב-מקדם החיכוך $\mu$ – לעולם לא בשטח המגע.