החוק הראשון: כוח ותנועה.

שלב 1 מתוך 5

דחיפה קבועה

על המסילה עומדת עגלה, ועליה מאוורר. בשיעור הזה אין חיכוך בכלל: הגלגלים מסתובבים בלי שום התנגדות. כשהמאוורר יידלק הוא ידחוף את העגלה בכוח קבוע של 0.5 N, ולא ייכבה. בזמן שהעגלה נוסעת היא משאירה סימן כתום על המסילה כל חצי שנייה.

נבאו מה יקרה למהירות שלה, ורק אז הסתכלו.

שלב 2 מתוך 5

כשהמאוורר נכבה

כוח קבוע לא נותן מהירות קבועה: הוא נותן תאוצה, שינוי קבוע של המהירות. אז מה קורה כשהכוח נעלם?

המאוורר דולק עכשיו. חכו שהעגלה תצבור קצת מהירות, ובזמן שהיא נוסעת הורידו את דחיפת המאוורר ל־0 N. הסתכלו על המרווחים בין הסימנים שהעגלה משאירה אחרי הכיבוי. אם פספסתם, לחצו על איפוס ונסו שוב.

שלב 3 מתוך 5

כוחות שמאזנים זה את זה

על רוב הגופים פועלים כמה כוחות בבת אחת. עכשיו הגלגלים של העגלה קשים לסיבוב, והמסילה מעכבת אותה בכוח חיכוך, נגד הכיוון שבו היא הייתה זזה. המאוורר דוחף את העגלה ב־0.3 N, והיא לא זזה.

חברו את הכוחות, כל אחד עם הכיוון שלו, ותקבלו את הכוח השקול. ענו, ואז בחרו פועל תחת הצגת הכוחות כדי לראות את כל הכוחות שפועלים על העגלה, כל אחד כחץ.

שלב 4 מתוך 5

תנועה במהירות קבועה

שני המקרים, העגלה שהמשיכה לנסוע אחרי שהמאוורר נכבה והעגלה שעמדה במקום מול הדחיפה, הם אותו חוק. זה החוק הראשון של ניוטון, חוק ההתמדה:

כשהכוח השקול על גוף הוא אפס, המהירות שלו לא משתנה. גוף במנוחה נשאר במנוחה, וגוף בתנועה ממשיך בקו ישר באותה מהירות.

חזרה לניסוי ↑

“אותה מהירות” כוללת את הכיוון: גם כדי לפנות צריך כוח. התכונה של גוף להמשיך במה שהוא עושה נקראת התמדה. בחיי היום־יום דברים נעצרים כשמפסיקים לדחוף אותם, כי תמיד יש חיכוך או התנגדות אוויר. מכונית שנוסעת בכביש במהירות קבועה לא “צריכה” כוח כדי לנוע: המנוע רק מאזן את הכוחות שמאטים אותה.

נסו: הגדילו לאט את דחיפת המאוורר. העגלה נשארת במקום כל עוד החיכוך מסוגל לאזן את הדחיפה, וזזה רק כשהדחיפה גדולה מזה. נחזור לגבול הזה בשיעור על חיכוך.

חזרה לניסוי ↑

שלב 5 מתוך 5

לסיכום

• כוח הוא דחיפה או משיכה, והוא נמדד בניוטונים. הכוח השקול הוא החיבור של כל הכוחות על גוף, עם הכיוונים שלהם.
• כוח שקול משנה את המהירות. הוא לא דרוש כדי לשמור עליה.
• כשהכוח השקול הוא אפס, גוף במנוחה נשאר במנוחה וגוף בתנועה ממשיך באותה מהירות ובאותו כיוון: החוק הראשון של ניוטון.
• גוף שעומד במקום לא בהכרח “בלי כוחות”: אולי הכוחות עליו מאזנים זה את זה.