|
|
Page:130
1 . 3 כוח ומסה כוח ומסה הם מושגים מרכזיים במכניקה , ובפיסיקה בכלל . מסה היא תכונה עצמית של הגוף , בעוד שכוח הוא גורם חיצוני הפועל עליו . לפי החוק השני , שניהם משפיעים במידה שווה על תאוצתו של הגוף : ככל שהכוח גדול יותר , התאוצה גדולה יותר , וככל שהמסה גדולה יותר , התאוצה קטנה יותר . הדרך הטובה ביותר להגדיר באופן מדויק את המושגים מסה וכוח היא להשתמש בחוק השני עצמו . במתמטיקה , ניסיון להשתמש בקשר מן הסוג F = am כדי להגדיר את הגדלים , m "\ F בשעה שרק הגודל השלישי , a , מוכר לנו , עלול לעורר בעיות . אולם עלינו לזכור כי הפיסיקה היא מדע ניסיוני , והגדרה של גודל פיסיקלי ( בניגוד לגודל מתמטי ) צריכה בעצם להורות לנו כיצד נוכל למדוד אותו . חשוב , למשל , על המושג זמן . הגדרה פורמלית שלו עשויה להיות עניין מסוכך למדי . אך די שנדע כיצד למדוד זמן , כדי שנוכל לומר שאנו יודעים מהו זמן . באופן דומה , ההגדרה של מסה וכוח צריכה להכיל שיטה כלשהי למדידה של גדלים אלה . נוכל לבנות הגדרה כזו באופן הבא : ניקח גוף מסוים ונחליט שהמסה שלו תשמש מעתה והלאה כיחידת מסה . אחר כך נחפש כוח בעוצמה כזו , שהפעלתו על הגוף שבחרנו תעניק לו תאוצה מסוימת ( נניח 1 , מ \ שנ . ( נכריז על עוצמה זו של כוח כעל יחידת כוח . על ידי הפעלת כוחות שונים על יחידת המסה שלנו , ומדידת התאוצה שלה בכל פעם , נוכל לקבוע את עוצמת הכוחות הללו ( בעזרת הקשר . { F = am על ידי הפעלת כוח ידוע על מסות שונות נוכל לקבוע את גודלן . למעשה , בדרך זו הגדרנו מסה של גוף כ"יחס בין הכוח הפועל על הגוף ובין התאוצה של הגוף , " בעוד כוח הוגדר כ"משהו היכול לגרום לגופים לנוע בתאוצה . " זו לכאורה הגדרה מעגלית , המגדירה מושג בלתי ידוע אחד , בעזרת מושג בלתי ידוע אחר , וחוזר חלילה . אולם האפשרות לבחור באופן שרירותי גוף כלשהו , ולקבוע כי מסתו היא יחידת המסה , שוברת את מעגל הקסמים . מה שדרוש לנו , לצורך התהליך שתואר לעיל , הוא מתקן שיפעיל כוח על כל גוף שנבחר , באופן שעוצמת הכוח לא תהיה תלויה בגוף . דוגמא למתקן כזה מתוארת באיור . 1 . 1 ( אם הדיון השאיר אותך מבולבל מעט , אל דאגה ; המושגים החדשים יובנו בהדרגה , תוך כדי דיון בדוגמאות מספריות ופתרון בעיות . ( איור 1 . 1
|
|