שאלה בפיזיקה..

xena2305

New member
שאלה בפיזיקה..

שלום רב, ידוע לי שגוף המושלך קדימה בתאוצה מסויימת מפתח כח בהתאם למסתו.למשל אבן המושלכת על קיר תפגע בו בעוצמה גדולה יותר אם היא תשקול יותר. השאלה שלי היא האם אותו חוק תקף גם לגוף שנמצא בתנועה מעגלית והוא סובב סביב ציר שבצד שני שלו יש גוף זהה הנע בכיוון הפוך. למשל מאוורר, האם יש הבדל בכח שמצוי בכנפים שלו אם הן עשויות מפלסטיק או ברזל? כלומר אם אני אנסה לתפוס את הכנפיים ביד באמצע הסיבוב יהיה לי קשה יותר לעצור כנפיים מברזל? אני מקווה שהבהרתי את עצמי מספיק תודה.
 

maverick 42

New member
התשובה בקצרה היא: כן

התופעה שתיארת המתרחשת בגופים הנעים בקו ישר נקראת "תנע קווי", וגודל התנע הקווי, או במילים אחרות - "כמה יהיה קשה לך לעצור את הגוף הנע?", תלויה במהירות הגוף ובמסתו באותו רגע שאתה מנסה לעצור אותו. לדוגמה: אם תנסה לעצור אופניים שנעים אליך ב 20 קמ"ש כנראה תצליח. אם תנסה לעצור משאית שנעה באותה מהירות - בהצלחה
אותה התופעה חלה גם בתנועה סיבובית, אמנם בצורה קצת שונה, אך התופעה זהה ונקראת "תנע זוויתי". במקרה של תנועה סיבובית הגדלים שמשפיעים על גודל התנע הזוויתי הם המהירות המשיקית של הגוף שמסתובב, מסתו והיכן אתה מנסה לעצור את הגוף (יחסית לציר הסיבוב). כלומר, לא רק שמאוורר מברזל יהיה יותר קשה לעצירה, ככל שתנסה לעצור אותו במרחק יותר גדול מציר הסיבוב שלו (יותר קרוב לקצוות של הלהבים), כך גדל הסיכוי לאצבעות שבורות. מקווה שעניתי על שאלתך, ושלא תעשה קונצים עם המאוורר בבית!
 

xena2305

New member
האם אפשר לקבל נוסחא או שתיים.. ../images/Emo9.gif

העניין הוא שהתערבתי עם חבר לעבודה על הנושא הזה ואני זקוק להסבר מעט יותר מפורט כדי להוכיח לו את העניין. בנושא התנע הקווי לא התעורר וויכוח כי הכרנו את הנוסחא של F=Ma אני יודע שבתנע זוויתי קיימת נוסחא שהכוח שווה לאומגה כפול משהו אבל לא מצאתי את מרכיב המסה. כיצד אוכל להראות לו שהמסה משפיעה על הכוח שפועל בכנפיים של המאוורר. ממש תודה.
 

maverick 42

New member
בבקשה

כאשר אין שום סימן בין 2 אותיות (למשל בתנע קווי), הכוונה היא לכפל רגיל. עם זאת, סימן ה x אינו כפל רגיל. זהו כפל וקטורי, ועל רגל אחת נגיד שבנוסחה הזאת הכוונה היא שיש גם להתחשב בזווית שבה אתה מנסה לעצור את הלהב - כאשר מקסימום הכוח יפעל על היד שלך אם תנסה לעצור את הלהב ב 90 מעלות, ומינימום הכוח יפעל כאשר תנסה לעצור באפס מעלות - שזה בעצם אומר לא לעצור את הלהב, אלא להצמד אליו במקביל ולנוע איתו). כמו כן, בנוסחת התנע הזוויתי, משמעות ה r הוא המרחק שעליו דיברתי בשרשור הקודם - מה המרחק שלך מציר הסיבוב של המאוורר. ככל שאתה יותר רחוק מהציר, ככה גדל הכוח. m זה כמובן מסת הגוף ו v זאת מהירותו (במקרה של תנע זוויתי - מהירות משיקה - כלומר, מהירות הסיבוב של המאוורר). P ו L אלו פשוט האותיות שנבחרו על מנת לייצג תנע קווי ותנע זוויתי. כפי שאתה יכול לראות, קיים קשר מסוים בין תנע קווי לתנע זוויתי , אבל אין מה להיכנס לזה ברמת הדיון הזאת.
 

xena2305

New member
../images/Emo9.gif../images/Emo9.gif../images/Emo9.gif

אנא רק כדי לפשט מעט את העניין ולהיות בטוח בתשובתך, האם מאוורר בעל להבים ממתכת ייצור יותר רוח ממאוורר זהה לגמרי בעל להבים מפלסטיק? נ.ב. לא הבנתי לגמרי למה הכפלת את המסה במרחק מהציר ולא במהירות, אני מעוניין פשוט בחישוב הכוח שנמצא 90 למרחק ממרכז הציר כמו שמתואר באיור.
 

Rtitan

New member
במכניקה של גוף קשיח...

את מקום המסה תופס גודל אקוויוולנטי הקרוי מומנט ההתמד והוא סכום מכפלות נקודות המסה שמרכיבות את הגוף במרחקן מציר סיבוב הגוף. מדובר בביטוי מסובך להפליא כשהוא בצורתו הכללית, אולם יש דרכים לפשט את קבלת הביטוי על ידי שימוש בסימטריות שונות של הגופים. לענייננו: מלבד הבדלי גמישות מסוימים שיש בכוחם להשפיע, אין סיבה בהבדלי ספיקת האוויר של שני מאווררים זהים העשויים מחומרים שונים. במקרה זה, דווקא מאוורר העשוי עץ יהיה טוב יותר מאחר והוא יהיה קל ופחות גמיש הן מפלסטיק והן ממתכת. הטובים ביותר יהיו להבים מחומרים מרוכבים כמו סיבי פחמן במטריצת אפוקסי.
 

xena2305

New member
ובבחינת הכוח הנוצר בקצה הלהב..

לא הבנתי אם אתה מסכים לכל מה שנאמר לעיל או לא, אם נניח לרגע שאני דוחף מקל מעץ בין הלהבים, אתה מסכים שללהב מברזל יש סכוי גדול יותר לשבור את המקל מאשר ללהבים מפלסטיק?
 

Rtitan

New member
כן... בתנאי:

אם כל הפרמטרים הם אותם פרמטרים, ורק החומרים מהם הלהבים עשויים יהיו עשויים פעם אחת מברזל ופעם אחרת מפלסטיק - להבי ברזל ישברו את המקל ביתר קלות משום שמסת הברזל (לרוב...) תהיה גדולה יותר - זו שאלה של מתקף והתנגשות, זה הכל.
 
למעלה