שאלה בסיסית

[ErzSg]

שאלה בסיסית

ההגדרה של ניוטון לפי ויקיפדיה (אני מניח שזו ההגדרה בכלל) היא הכוח שצריך כדי להאיץ ק"ג למהירות של מטר בשניה תוך שניה. עד כאן נכון? רציתי לדעת למה יש חשיבות לזמן שלוקח לי להאיץ את הגוף? לדוגמא כשאני פוגע עם כדור בליארד בכדור אחר ומאיץ אותו תוך שבריר שניה (לא יודע כמה זמן זה לוקח) אני משתמש ביותר כוח ממה שהשתמשתי כדי להאיץ את הכדור הראשון בעזרת המקל? על אותו עיקרון ההגדרה של ג'אול היא ניוטון*מטר אולי אני לא מבין את ההגדרה נכון אבל למה זה אמור לשנות לי לאורך כמה מטרים הפעלתי כוח של ניוטון? זה לא מכניס לי נתונים כמו קבוע החיכוך עם המשטח ועוד לתוך המשוואה? אני מקווה שהצלחתי להבהיר את אי ההבנה שלי ושהתשובה תיהיה ברורה יותר. תודה רבה ארז.

 

[johngalt2]

אהלן,

בקשר לשאלה הראשונה ששאלת: יש חשיבות לזמן שלוקח להאיץ את הגוף כי תאוצה זה משהו שקורה לאורך זמן. היחס בין תאוצה ומהירות הוא בדיוק כמו היחס בין מהירות והעתק (העתק - מרחק שמשהו עבר). אם מישהו אמר לך שהוא עבר 10 ק"מ, אתה לא יכול לדעת שום דבר על הזמן שלקח לו לעשות את זה - בשביל זה צריך את המושג של מהירות. באותו אופן, אם גוף כלשהו נע ב- 10 קמ"ש, יכול להיות שלקחו לו 10 שנים להגיע למהירות הזו, ויכול להיות שלקחה לו שנייה אחת - כדי לדעת כמה זמן, צריך לדעת מה התאוצה שלו הייתה. ומה שהחוק השני של ניוטון אומר זה שאפשר לקחת כל גוף, לא משנה כמה הוא כבד, ולתת לו כל מהירות שהיא. אבל, הזמן שיקח להביא אותו למהירות מסויימת יהיה יותר גדול ככל שהמסה שלו יותר כבדה. לגבי השאלה השנייה - לא ממש הבנתי למה אתה מתכוון - גם כשאתה פוגע בכדור הלן עם המקל אתה מאיץ אותו בשבריר שנייה, אז מהבחינה הזו זה בדיוק אותו דבר. לגבי השאלה השלישית: ההגדרה של אנרגיה בתור עבודה*מרחק היא כללית, וכמובן שכשנותנים הגדרות כלליות לא מתייחסים למקרים פרטיים כמו כוח חיכוך וכו'. לגבי השאלה למה זה אמור לשנות לך לאורך כמה מטרים הפעלת וכו': כי זו ההגדרה... והסיבה שהגדירו את זה ככה היא שזה נותן את האנרגיה המכנית של הגוף, ושימושי להסתכל על אנרגיה כי היא גודל נשמר.

 

[bambipoop]

תוספת

כאשתה מדבר על מנוע חזק, אתה תאמר "מגיע מ0 ל100 תוך 7 שניות" משפט זה אומר כמובן שמהירות המכונית גדלה ממהירות התחלתית 0 למהירות סופית 100 תוך 7 שניות בלבד, אם ניקח מנוע חלש וישן יותר הוא יגיע מ0 ל100 תוך דקה וחצי, כמו שאתה מבין שתי המכוניות בסופו של דבר יגיעו ל100 השאלה היא כמה זמן יקח להם להגדיל את המכונית או בקיצור להאיץ, בגלל שתאוצה נגרמת על ידי כוח תאוצה גדולה יותר נגרמת על ידי כוח גדול יותר, בגלל זה הזמן כן משנה.

 

[ErzSg]

אני רוצה להבין

אם אני משליך לצורך הדוגמא כדור ביליארד קטן על כדור בליארד גדול הכדור שבו פגעתי בני המקרים יגיע לאותה מהירות רק בזמן גדול יותר? בטוחים? חשבתי שרק המהירות שלו תיהיה קטנה יותר. יש למישהו עוד דוגמא טובה חוץ מהמנוע? ותודה על כל התגובות עד עכשיו.

 

[bambipoop]

אילו שני מקרים?

תיארת רק מקרה אחד...

 

[johngalt2]

כשמדברים על כדורי ביליארד

זה אחרת. מכיוון שאתה לא יכול, ולא צריך, להתייחס במפורש לכוחות שפעלו שם, אתה מתייחס רק לסה"כ התנע שהוא עבר, ומשתמש בשימור תנע קווי בשביל לחשב את התוצאה של הפגיעה. קח בחשבון, עם זאת, ששימור תנע לא נותן לך את כל המידע בכל המקרים. בקיצור, אתה תקבל את התשובה לשאלות שלך אם תתחיל לחשוב במונחים של שימור תנע ולא במונחים של כוחות.

 

[bambipoop]

הסבר

אם אתה לא יודע תנע משמעותו מהירות כפול מסה, כלומר אם כדור במסה 2 ק"ג נע במהירות 20 קמ"ש התנע שלו יהיה 40, אם כדור זה יפגע בכדור במסה 4 ק"ג כמובן שמהירות הכדור השני תהיה 10 קמ"ש...

 

[susony]

הכוחות יהיו שונים

בהתנגשות בין 2 כדורי ביליארד, זמן ההתנגשות הוא מאד קצר, ולכן הכוח שיופעל בין 2 הכדורים יהיה הרבה יותר גדול. אם למדת פיסיקה בתיכון או בלימודים גבוהים, אתה יודע שביטוי לכוח ניתן ע"י f=ma, כלומר מסה כפול תאוצה. היחידות של התאוצה הן m/s^2 ולכן היחידות של כוח הן N=Kgm/s^2 ולזה קוראים ניוטון. מכאן שניוטון מכיל בתוכו יחידות של זמן