איך כוח משנה תנע: המתקף, כוח כפול זמן, הדחיפות השוות וההפוכות של שתי עגלות שמתנגשות, למה ניתוז דוחף חזק יותר מהיצמדות, ולמה כרית אוויר מגינה.
שלב 1 מתוך 7 · כוח כפול זמן
שלב 1 מתוך 7
כוח כפול זמן
כדי לשנות את התנע של גוף צריך כוח. מהחוק השני של ניוטון, , והתאוצה היא השינוי במהירות בכל שנייה, . נציב ונכפול ב־:
הכוח כפול הזמן שבו הוא פועל נקרא מתקף, , והוא שווה לשינוי בתנע. היחידה שלו היא ניוטון כפול שנייה, N·s, וזו בדיוק אותה יחידה כמו kg·m/s. כוח קטן שפועל זמן רב יכול לשנות את התנע כמו כוח גדול שפועל רגע קצר.
שלב 2 מתוך 7
מה B קיבלה
בהתנגשות כל השינוי בתנע של עגלה קורה בזמן הקצר שבו הפגושים נוגעים. עגלה B מתחילה ממנוחה, ולכן כל התנע שהיא יוצאת איתו הוא המתקף ש־A נתנה לה.
שלב 3 מתוך 7
דחיפות שוות והפוכות
בזמן שהפגושים נוגעים, A דוחפת את B ו־B דוחפת את A. שנו את יחס המסות B : A והסתכלו בלוח איך העמודה של A מתקצרת בדיוק במידה שהעמודה של B גדלה, ברגע הפגיעה.
שלב 4 מתוך 7
המתקף על A
עכשיו B כבדה פי שניים, וההתנגשות בקפיציות מושלמת, ולכן A חוזרת לאחור. כדי לחשב את המתקף על A, חסרו את התנע שלה בהתחלה מהתנע שלה בסוף, עם הסימנים: ימינה חיובי.
שלב 5 מתוך 7
ניתוז או היצמדות
עגלות שוות נצמדות זו לזו. בהיצמדות הפגושים רק עוצרים את ההתקרבות של העגלות, ושתיהן ממשיכות יחד. נבאו מה יקרה למתקף על B כשהקצוות יהיו בקפיציות מושלמת, ואז הסתכלו.
שלב 6 מתוך 7
כמה חזק
המודל בסצנה מתייחס להתנגשות כאל רגעית, אבל פגושים אמיתיים נמעכים במשך כמה אלפיות שנייה. אם יודעים כמה זמן נמשך המגע, אפשר לחשב את הכוח הממוצע מהמתקף: .
שלב 7 מתוך 7
נחיתה רכה
אותו שינוי בתנע, כשהוא פרוס על זמן ארוך יותר, דורש כוח קטן יותר. זה כל הרעיון של אזורי קריסה במכוניות, של מזרן בקפיצה לגובה ושל ברכיים שמתכופפות בנחיתה.
הגרסה האינטראקטיבית נטענת…
הגרסה האינטראקטיבית נטענת…
כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.
תרגול · חשבו
כוח קבוע של 3 N דוחף עגלה במשך 0.2 s. בכמה משתנה התנע שלה?
תרגול · חשבו
כוח קבוע של 3 N דוחף עגלה במשך 0.2 s. בכמה משתנה התנע שלה?
תרגול · חשבו
עגלה B כבדה פי שניים מעגלה A: 2 kg. העגלות נצמדות, ואחרי הפגיעה הן מתגלגלות יחד במהירות 0.2 m/s. איזה מתקף נתנה עגלה A לעגלה B?
תרגול · חשבו
עגלה B כבדה פי שניים מעגלה A: 2 kg. העגלות נצמדות, ואחרי הפגיעה הן מתגלגלות יחד במהירות 0.2 m/s. איזה מתקף נתנה עגלה A לעגלה B?
תרגול · בחרו
עגלה B כבדה פי ארבעה מעגלה A. בזמן שהפגושים נוגעים, איזו עגלה דוחפת חזק יותר את השנייה?
תרגול · בחרו
עגלה B כבדה פי ארבעה מעגלה A. בזמן שהפגושים נוגעים, איזו עגלה דוחפת חזק יותר את השנייה?
תרגול · חשבו
עגלה B כבדה פי שניים, וההתנגשות בקפיציות מושלמת. עגלה A, במסה 1 kg, מגיעה במהירות 0.6 m/s וחוזרת לאחור במהירות 0.2 m/s. ימינה חיובי. איזה מתקף נתנה עגלה B לעגלה A?
תרגול · חשבו
עגלה B כבדה פי שניים, וההתנגשות בקפיציות מושלמת. עגלה A, במסה 1 kg, מגיעה במהירות 0.6 m/s וחוזרת לאחור במהירות 0.2 m/s. ימינה חיובי. איזה מתקף נתנה עגלה B לעגלה A?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
עגלות שוות. כשהן נצמדות, A נותנת ל־B מתקף של 0.3 N·s. מה יקרה למתקף כשההתנגשות תהיה בקפיציות מושלמת?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
עגלות שוות. כשהן נצמדות, A נותנת ל־B מתקף של 0.3 N·s. מה יקרה למתקף כשההתנגשות תהיה בקפיציות מושלמת?
תרגול · חשבו
בהתנגשות הנצמדת של העגלות השוות, A נותנת ל־B מתקף של 0.3 N·s. נניח שהפגושים נוגעים זה בזה 0.05 s. מה הכוח הממוצע ש־A מפעילה על B?
תרגול · חשבו
בהתנגשות הנצמדת של העגלות השוות, A נותנת ל־B מתקף של 0.3 N·s. נניח שהפגושים נוגעים זה בזה 0.05 s. מה הכוח הממוצע ש־A מפעילה על B?
תרגול · בחרו
בתאונה, כרית אוויר עוצרת את הנוסע. למה היא מגינה עליו?
תרגול · בחרו
בתאונה, כרית אוויר עוצרת את הנוסע. למה היא מגינה עליו?
השיעור הושלם. עניתם על כל שאלות התרגול בו.
