כוחות ואינטרקציה

)אינטר-בין אקציה-פעולה(אינטראקציה אינטראקציה היא: פעולה הדדית בין שני גופים שבה כל גוף •

מפעיל כוח שווה על הגוף השני ובכיוונים מנוגדים.

באינטראקציה גופים מתעוותים – משנים צורה• או משנים תנועה )שינוי מהירות או שינוי כיוון ( •

קיימים שני סוגים של אינטראקציה •

. מרחוק - ללא מגע 2. מקרוב - במגע 1

בשדה כוח

כוח כבידה כוח מגנטי כוח חשמלי

אינטרקציה מקרוב -דוגמאות

אינטראקציה מתרחשת רק בין שני גופים. לגוף יחיד אין אינטראקציה עם עצמו.

קפיצה על טרמפולינה

הגופים תיאור הפעולהתוצאות הפעולההמשתתפים

ילדהקופצת ונוחתת על המזרוןקפיצי המזרון נמתחים

המזרון דוחף את הילדה הילדה מרחפת כלפי מעלהמעלה

קפיצי טרמפולינה

לחיצת קפיץ

הגופים המשתתפיםתיאור הפעולהתוצאות הפעולה

הקפיץ התכווץ ושינה צורתו.

ידהיד הפעילה כוח על הקפיץ

קפיץהקפיץ לוחץ על היד וגורם לעוות היד ולכאב.

לחיצת ידיים מחיאת כפיים

הגופים המשתתפיםתיאור הפעולהתוצאות הפעולה

יד אחת יד לוחצת יד שנייה יד שנייה נלחצת

יד שניה יד שנייה לוחצת יד ראשונה יד ראשונה נלחצת

כאשר ניגשים לניתוח סיטואציה נפעל לפי מספר שלבים:

אדם מושך כלב ברצועה

ילד רצועהכלב

: זיהוי והפרדת הגופים המשתתפים באירוע1שלב

: בניית טבלת אינטרקציות המתרחשות באירוע - מיפוי אינטראקציה 2שלב בסיטואציההגופיםילדרצועהכלב

ילד0+-

רצועה+0+

כלב-+0

גוף עם עצמו- אין אינטראקציה0מקרא: + יש אינטראקציה / - אין אינטראקציה /

באירוע אדם רצועה כלב מתרחשות שתי אינטרקציות : אדם רצועה ורצועה כלב בין האדם והכלב לא מתרחשת כל אינטרקציה.

הרחבת ניתוח האירוע: אינטראקציה מרחוקאינטראקציה מגנטית :קטבים שווים דוחים זה את זה קטבים שונים מושכים זה

את זהאינטראקציה חשמלית :מטענים שווים דוחים זה את זה ומטענים שונים מושכים

זה את זה אינטראקציה של כבידה: גופים מושכים גופים אחרים המשיכה ביחס ישר למסת

הגוף

ילדרצועהכלב

רצפה

מרכז כדור הארץ

ילדרצועהכלברצפהכדה"א

ילד0+-++

רצועה+0+-+

כלב-+0++

רצפה+-+0+

כדה"א++++0

הרחבת אירוע : ילד מושך כלב

.מעשה במכונית כחולה, אופנים ומכונית אדומה

עוצמת האינטראקציה= הכוחכוח - הגדרה:

כוח הוא גורם המתבטא בפעולה הדדית )אינטראקציה( בין שני גופים. לכוח יש גודל )בשפת היום יום – כוח חלש/חזק( וכיוון )ימינה /שמאלה/ למטה/למעלה וכו'(. הכוח נמדד במד כוח

ק"ג על פני כדור הארץ נמשכת 1ביחידות ניוטון. מסה של ניוטון ) זהו גם משקל הגוף(. 10בכוח של

התוצאה של הפעלת כוח על גוף: עיוות צורה או השפעה על מצב התנועה של הגוף )שינוי במהירות או בכיוון התנועה(.

גופים מי שמפעיל את זוג מכאן, שכשעוסקים בכוח תמיד ישהכוח ומי שעליו הכוח פועל..

החוק השלישי של ניוטון – חוק הפעולה והתגובה באינטראקציה:

גופים המפעילים זה על זה כוחות 2בכל אינטראקציה מעורבים השווים בגודלם והמנוגדים בכיוונם

באינטראקציה בין שני הכדורים כל כדורמפעיל כוח זהה ומנוגד על הכדור השני

באינטראקציה בין הנער והקיר כל אחדמפעיל כוח זהה ומנוגד על השני

תרגילבחורה עומדת על מאזניים ומודדת את

משקלה. פעם ללא משקולת ) מקרה ( ופעם עם משקולת ) מקרה 1מספר (. 2מספר

2 לקריאה 1מדוע קיים הבדל בין קריאה ?

הפרש הקריאה נובע מהכוח שפעילה המשקולת על הבחורה.כוח הנובע מכוח הכבידה של

כדור הארץ

ניוטון 420 ניוטון400

הכוחות הפועלים באינטראקציה נסמן בעזרת חיצים 2את בכיוונים שפועלים הכוחות – כיוונים מנוגדים.

כוח מקרוב יהיה חץ רציף כוח מרחוק יהיה חץ מקוקו

– סימון הכוחות באינטראקציה2שלב

- בידוד הגוף אותו אנו רוצים למדוד3שלב הכוחות שפועלים עליו בלבדמבודדים את הגוף עם

ללא הכוחות שהוא מפעיל!!!

מוסכם כי נסמן את הכוחות הפועלים על הגוף כיוצאים

מהגוף ולא נכנסים אליו ולכן נסמן:

נחזור לדוגמאות מהשלב הראשון ונענה על השאלות:מדוע הכלב לא זז? מדוע המשקולת לא נופלת?

∑Fשקול הכוחות אם כמה כוחות פועלים על גוף באותו ציר ) על אותו קו( נוכל

להחליף אותם בכוח אחד שהשפעתו זהה להשפעת כל הכוחות הכוח השקול או שקול הכוחות יחד. לכוח זה נקרא

כל ציר בנפרד ואין Y ואנכי Xאנו פועלים בשני צירים: ציר אופקי השפעה אחד על השני!

אם השקול שווה לאפס הגוף ישאר במצבו

אם השקול גדול מאפס הגוף ינוע בכיוון השקול.

ינוע 3 לא ישנה מצבו גוף 2 ינוע כלפי מעלה גוף 1גוף ימינה

5 ניוטון השקול שווה אפס השקול שווה 5השקול שווה ניוטון

חוק ההתמדה החוק הראשון של ניוטון:

גוף יתמיד במצבו ) מנוחה או מהירות קבועה בקו ישר( . ∑F=0 0 ששקול הכוחות בציר מסוים שווה ל- כל עוד

בעצירת המכונית הנהג שאינו קשור נזרקמעבר לשמשה הקדמית - מתמידבתנועה

בעצירת המשאית הסולם שאינו קשור נזרק קדימה - הוא מתמיד בתנועה

:2דוגמה •

כיצד נדע שעל הירח פועל כוח חיצוני?•

הירח מקיף את הארץ במסלול מעגלי. כדי •שגוף יעקם את מסלולו, חייב לפעול עליו כוח

חיצוני, אחרת הוא ימשיך לנוע בקו ישר. כוח זה מופעל על הירח ע"י הארץ. )כוח הכבידה(.

מושך למרכז המעגל 1 כוח • כוח ההתמדה דוחף 2כוח

לתנועה בקו ישר כיוון בגוף לתנועה במעגל3כוח

על פי הכוח השקול

החוק השני של ניוטון אם שקול הכוחות בציר מסויים אינו שווה לאפס

הגוף ישנה צורתו או תנועתו )מהירותו בכיוון השקול(.כוח לפי המצוייר הכלב צריך היה לנוע אך למעשה פועל

נובע מהמגע של הכלב עם הרצפה .כוח זה החיכוךמנוגד לכוח שפעילה הרצועה על הכלב.

אם נפעיל כוח גדול מכוח החיכוך הגוף ינוע בכיוון הכוח המושך

שני פאנים הפועלים על כדור באותו ציר אך בכיוונים מנוגדים השקול שלהם שווה אפס

השקול שווה אפס הכדור לא יזוז

השקול שונה מאפס הכדור יזוז

שני פאנים הפועלים על כדור בשני מישורים מעלות ביניהם.90בזוית של

הפועלים הם2, 1שני הכוחות מעלות אחד לשני ועל פי 90ב

( 3מקבילית הכוחות השקול )הוא באלכסון והכדור יתרחק

בכיוון אלכסוני

כוח החיכוך - המשך כל זמן שגוף נע פועל עליו כוח חיכוך התלוי :

במימדי שטח המגע, בפני השטח )חלקים או מחוספסים(

כוח החיכוך פועל בשתי דרכים :

. מאפשר תנועת גופים ) אוויר, ים ויבשה( 1 בהליכה אנו דוחפים ברגלים או בנסיעה הגלגל

מסתובב וכוח החיכוך הוא הדוחף קדימה .ללא חיכוך אין תנועה קדימה.

. בזמן בלימה החיכוך מאפשר לעצור . 2

הפעלת פאן על גופים בעלי מסות שונות

שווה יניע מסות שונות למרחקים שונים כוח ככל שהמסה גדולה דרוש כוח גדול יותר כדי להזיזה

ילדים על עגלות:ככל שהמסה גדולה יותר דרוש כוח גדול יותר להזיזה

ככל שהכוח גדולה יותר השפעתו )תזוזת הילד( גדולה יותר

אינטרקציה עם האוויר – הצנחן א'אינטרקציה עם האוויר נקראת גרר

המהירותX צפיפות האוויר Xגרר = צורת הגוף

לגוף עומד אין אינטרקציה עם האוויר.

אין אינטראקציה עם האוויר רק כוח הכבידה מושך כלפי Aבשלב הקפיצה מטה

החיכוך עם האוויר קטן והגרר קטן ומהירות הצניחה מהירהBבשלב לשיויון בין כוח הגרר D החיכוך הולך וגדל עד שמגיעים בשלב Cבשלב

וכוח הכבידה שקול הכוחות הפועלים על הצנחן שווה אפס ולכן מהירות נפילתו קבועה.

אינטראקציה עם האוויר – הצנחן ב'

בפתיחת המצנח יהיה שינוי במהירות בגלל

הגדלת החיכוך והיא תלך ותרד עד לאיזון הגרר עם כוח הכבידה והמהירות תהיה

קבועה עד הקרקע.

http://ffden-2.phys.uaf.edu/211_fall2002.web.dir/DaneLenakerSkydiving/drag.htmמקור

אינטראקציה עם האוויר - מטוסמטוס מתרומם בגלל הפרש הלחצים הנוצר בין תחתית הכנף

והחלק העליון זהו כוח העילוי ) חוק ברנולי(. כוח זה נגדי לכוח הכבידה או המשקל.

המטוס

המטוס