עמוד:165

6 . 2 התמדה בכיוון מסוים - תנועה על הארץ הנעה אנו יודעים שהארץ סובבת סביב צירה . נחשב את מהירותה של אבן הנמצאת על פני הארץ , והנובעת מסיבוב הארץ . נניח לשם פשטות שהאבן נמצאת בקו המשווה . הארץ סובבת על צירה פעם אחת בכל 24 שעות . היקפו של כדור הארץ בקו המשווה הוא 40 , 000-כ ק " מ , לפיכך מהירות האבן היא כ- 1700 ק " מ לשעה . זו מהירות של 500 מטר לשנייה בקירוב . נדון במצב הבא : זורקים את האבן כלפי מעלה באזור קו המשווה . נניח שעלייתה נמשכת שתי שניות וכן ירידתה . עקב סיבוב הארץ , עברה הנקודה שממנה האבן נזרקה מרחק של כשני ק " מ , במשך ארבע שניות אלה . 6 . 1 התנאי להתמדה בסעיף 3 . 3 ב ' אמרנו שגוף שאין פועלים עליו כוחות ( נכנה גוף כזה בשם "גוף חופשי (" מתמיד במצבו ( החוק הראשון של ניוטון . ( בסעיף 5 . 1 הראינו כי כוח הוא גודל וקטורי . לכן , לא רק גוף חופשי אינו משנה את מהירותו . גם גוף שפועלים עליו כוחות חיצוניים שסכומם שווה לאפס , אינו משנה את מהירותו . שהרי אין זה משנה אם העדר כוח שקול נובע מכך שלא פועלים כלל כוחות , או מכך שפועלים כוחות אשר סכומם שווה לאפס . לכן חוק ההתמדה חל בכל המצבים בהם הכוח השקול הפועל על גוף הינו אפס . הניסויים בהם דנו בתחילת הפרק - ניסוי הכיסא ( איור , ( 2 גלשן על מסילת אוויר ( איור , ( 3 החלצות מתנועה מעגלית ( איור ( 4 לא עסקו בגופים חופשיים ( כי פעלו עליהם כוחות , ( אלא בגופים ששקול הכוחות שפעלו עליהם היה שווה לאפס . את המשפט "סכום הכוחות הפועלים על גוף שווה לאפס " נרשום בכתיב מתמטי כך : ( 2 ) ( = O | ח משוואה וקטורית , המהווה תנאי להתמדה . במקום לומר שהכוח השקול שווה לאפס , לעתים נוח יותר לומר ששני רכיבים קרטזיים של הכוח השקול שווים לאפס , כלומר : ( 3 ) [ IF = 0 ; ZF = O | כאשר x ו- y הם שני כיוונים ניצבים זה לזה . אלו הן שתי משוואות אלגבריות , שגם הן מהוות תנאי להתמדה , והן שקולות למשוואה . ( 2 ) התנאי להתמדה : ( 2 ) על גוף ZF ( 1 ) -אם גוף הוא חופשי , או הכוחות הפועלים מקיימים : 1 ^ = 0 ; = 0 אזי הגוף מתמיד במצבו , כלומר וקטור מהירותו אינו משתנה ( הגוף נח או נע לאורך קו ישר בתנועה קצובה . ( מונח חלופי למונח "תנאי להתמדה " הוא "תנאי שיווי . "משקל בפרק זה עסקנו בתנאי להתמדה של תנועה העתקית . נספח ב עוסק בתנאי להתמדה של תנועה סיבובית . . 6 התמדה

מכון ויצמן למדע. המחלקה להוראת המדעים

ישראל. משרד החינוך


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר