|
|
Page:131
על מנת לכווץ קפיץ או למתוח אותו , יש להפעיל כוח . הקפיץ עצמו מפעיל כוח נגדי , השווה בגודלו לכוח המופעל עליו ( זו דוגמא יפה לחוק השלישי של ניוטון . ( הניסיון מלמד , כי הכוח פרופורציוני למידת הכיווץ . לדוגמא , כדי לכווץ קפיץ ב 2 ס"מ , דרוש כוח גדול פי 2 מאשר כדי לכווצו בס"מ אחד . באיור 1 . 1 מתואר קפיץ המחובר לשולחן חלק ( א . ( בעזרת הקפיץ אפשר להפעיל כוח על גוף , ולהקנות לו תאוצה ( ב , ג . ( אפשר להשוות בין המסות של גופים שונים על ידי השוואה בין התאוצות ) . יש להביא בחשבון שהכוח אינו קבוע , אלא הולך ויורד ככל שהקפיץ משתחרר . ( דרך נוחה יותר להשוות בין מסות נכיר בהמשך . יחידת המסה , קילתרם ( ק"ג , ( מוגדרת כמסה של "הקילוגרם התקני" שהוא גליל מנתך של פלטינה ואירידיום , הנשמר במכון הבינלאומי למשקלות ומידות ליד פריס . לצרכים מעשיים אפשר להניח , כי קילוגרם אחד שווה למסה של ליטר אחד של מים , בטמפרטורה של , 4 ° 0 בלחץ אטמוספירי 1 ) ליטר = 10 מ 10 = ס"מ . ( יחידת הכוח מכונה בשם ניוטון ( נ . ( סימנה : 1 . N ניוטון הוא הכוח המעניק למסה של 1 ק"ג תאוצה של 1 מ \ שנ ) . הדוגמא הבאה תמחיש לך את הגודל של יחידת הכוח ניוטון : משקולת שמסתה 1 ק"ג תעיק על כף ידך בכוח של 10 ניוטון בערך . ( לפי החוק השני של ניוטון F = am , ולכן 2 IN = lkg-m-s יכולנו , בעצם , לוותר על שם מיוחד ליחידת הכוח , ולבנותה ק"ג-מטר-שנ ( כפי שלא הענקנו שם מיוחד ליחידת המהירות וליחידת התאוצה . ( הממדים של הכוח הם : [ כוח ] = [ מסה ] x [ אורך ] x [ זמן 2 ] הערה : אנו עובדים כזכור בשיטת היחידות SI ( מטר ק '' ג שנייה . ( בשיטת cgs ( ס"מ גרם שנייה , ( שהייתה נהוגה בעבר , יחידת הכוח נקראה דין ( dyne ) והוגדרה ככוח שמעניק למסה של גרם אחד תאוצה של 1 ס"מ-שנ . אם נזכור כי 1 ק"ג 10 = גרם וכי 1 מי 10 = ס '' מ , נמצא כי 1 ניוטון 10 = דין . היום אין משתמשים עוד ביחידה דין בספרים מודרניים , אך יתכן שתיתקל ביחידה זו בספרים ישנים . שאלה 1 . 1 א . מכונית שמסתה 920 ק"ג מתחילה לנוע ממנוחה , ומגיעה למהירות של 12 . 5 מ \ ' שנ' בתוך 20 שניות . מצא את הכוח שמפעיל המנוע ( בהנחה שהתאוצה הייתה קבועה במשך אותן 20 שניות . ( ב . הנהג במכונית שהוזכרה בסעיף א' נאלץ לבלום בלימת חירום , בעת שהמכונית נסעה במהירות של 20 מ \ ' שנ . ' המכונית נעצרה אחרי 40 מטרים . מצא מהו הכוח שפעל עליה בעת הבלימה , בהנחה שהכוח הזה היה קבוע . שאלה 1 . 2 חלקיק שמסתו 9 . 1 xlO ק '' ג נע במהירות 250 מ \ ' שנ . ' ברגע t = 0 מתחיל לפעול עליו כוח קבוע בגודל 4 . 55 xlO ניוטון , בכיוון הפוך לכיוון תנועתו . מצא מתי ייעצר החלקיק , ומתי ינוע במהירות 100 מ \ ' שני בכיוון הכוח .
|
|