השלבים בזיהוי ואפיון אינטראקציה וכוחות במערכת

שלבי הפתרון :

  1. זיהוי הגופים המשתתפים באינטראקציה.

  2. תיאור ההשפעה ההדדית של הגופים אחד על השני כי בכל אינטראקציה פועלים זוג כוחות שווים והפוכים.
    ניתן להשתמש במילים: מעיק, מושך, דוחף, לוחץ, מותח.

  3. עוצמת האינטראקציה = עוצמת הכוח. נהוג לתאר את הכוח באמצעות חץ. כיוון החץ הוא כיוון פעולת הכוח. גודל החץ מתאים לגודל הכוח.

  4. תיאור תוצאות האינטראקציה על כל אחד מן הגופים. כלומר מה קרה לגוף כתוצאה מהאינטראקציה.
    ניתן להשתמש במילים: נמתח, התכווץ, שינה צורה, החל לנוע.

  5. אפיון הכוחות הפועלים במערכת וייצוגם ב"דיאגרמת המלבנים".

  6. בונים טבלת אינטראקציות.

  7. הוספת כוחות הפועלים במערכת לדיאגרמת המלבנים.

  8. מציאת אופי תנועת הגוף כתוצאה מהפעלת הכוחות.

דוגמא א'

תיאור ההתרחשות (סעיפים 1-4)

כיסא מונח על הרצפה. הכיסא מעיק על הרצפה עם משקלו Fw והרצפה מפעילה כוח נגדי Fn . הכיסא נמשך לכדור הארץ וכדור הארץ נמשך לכיסא.

יצירת תרשים מלבנים וטבלת אינטראקציות

כוחות הפועלים במערכת

באינטראקציה בין הרצפה לכיסא פועלים כוחות שווים והפוכים. הכיסא דוחף את הרצפה למטה עם משקלו Fw  והרצפה דוחפת את הכיסא למעלה Fn.

באינטראקציה בין הרצפה לכדור הארץ פועלים כוחות שווים והפוכים. הרצפה מושכת את כדור הארץ וכדור הארץ מושך את הרצפה.

באינטראקציה בין הכיסא לכדור הארץ פועלים כוחות שווים והפוכים. הכיסא מושך את כדור הארץ וכדור הארץ מושך את הכיסא.

הכוחות הפועלים על הכיסא

הכיסא לא זז. הכוחות שפועלים על הכיסא שווים. שקול הכוחות שפועל על הכיסא שווה לאפס.

דוגמא ב'

חתול נופל מעץ. החתול נמשך לכדור הארץ וכדור הארץ נמשך לחתול. החתול לא מסוגל להפעיל כוח על עצמו ולמנוע את הנפילה כי גוף לא יכול להיות באינטראקציה עם עצמו.

תיאור ההתרחשות (סעיפים 1-4)

 יצירת תרשים מלבנים וטבלת אינטראקציות

הכוחות הפועלים במערכת

באינטראקציה בין החתול לכדור הארץ פועלים כוחות שווים והפוכים. החתול מושך את כדור הארץ וכדור הארץ מושך את החתול.

הכוחות הפועלים על החתול

החתול נופל למטה, שקול הכוחות שפועל על החתול שונה מאפס. החתול נע בכיוון הכוח.

דוגמא ג'

תיאור ההתרחשות (סעיפים 1-4)

מכונית נוסעת במהירות קבועה קדימה

יצירת תרשים מלבנים וטבלת אינטראקציות

הכוחות הפועלים במערכת

המכונית דוחפת את הכביש והכביש דוחף את המכונית.

המכונית מעיקה על הכביש עם משקלה (Fw) והכביש מפעיל כוח שווה ומנוגד (Fn).

המכונית דוחפת את האוויר והאוויר דוחף את המכונית (לא נמצא בשרטוט).

הכוחות הפועלים על המכונית

מכונית נוסעת במהירות קבועה- הכוחות שפועלים על המכונית שווים.
שקול הכוחות שווה לאפס.

מכונית מאיצה קדימה

דוגמא ד'

תיאור ההתרחשות (סעיפים 1-4)

 יצירת תרשים מלבנים וטבלת אינטראקציות

הכוחות הפועלים במערכת

המכונית דוחפת את הכביש והכביש דוחף את המכונית.

המכונית מעיקה על הכביש עם משקלה (Fw) והכביש מפעיל כוח שווה ומנוגד (Fn).

המכונית דוחפת את האוויר והאוויר דוחף את המכונית (לא נמצא בשרטוט).

הכוחות הפועלים על המכונית

הכוחות שפועלים על המכונית לא שווים.
שקול הכוחות שונה מאפס ולכן המכונית מאיצה בכיוון הכוח.

דוגמא ה'

תיאור ההתרחשות (סעיפים 1-4)

שחקן ב' מגיע לשחקן א' ונוגח בחזה שלו עם גופו. כתוצאה מהנגיחה שני השחקנים נעים אחורנית. השחקן הנוגח נע אחורנית יותר מחברו.

 יצירת תרשים מלבנים וטבלת אינטראקציות

 הכוחות הפועלים במערכת

באינטראקציה בין כל אחד מהשחקנים לרצפה פועלים שני כוחות     

השחקן והרצפה מפעילים כוחות שווים והפוכים, השחקן מפעיל את משקלו  Fw, והרצפה את הכוח הנורמלי  Fn.

בעת תנועה, כל אחד מהשחקנים בחיכוך עם הרצפה בכיוון האופקי Ff.           

באינטראקציה בין כל אחד מהשחקנים לכדור הארץ פועלים שני כוחות.

כדור הארץ מפעיל כוח על השחקן והשחקן מפעיל כוח על כדור הארץ.

בעת ההתנגשות בין השחקנים, הם מפעילים כוח שווה ומנוגד אחד על השני.

אילו כוחות פועלים על השחקנים?

ניתן לראות בתרשים כי שקול הכוחות על שחקן א' הוא קרוב לאפס ולכן השחקן כמעט לא זז, לעומתו שחקן ב' עף אחורנית.

דוגמא ו'

לפניך נתונים על כוחות שפועלים על גוף שמסתו 2Kg. 

חשב מה תאוצת הגוף ומה כיוונה?

העזר בחוק השני של ניוטון   F=mXa