התמדה

  • 15 בספטמבר, 2015
  • אין תגובות

מה משותף בין כלב שמתנער ממים להיתוך בכליאה אינרציאלית? או בין נפילה חופשית של אבן לתכונות בסיסיות של מרחב-זמן? התשובה – התמדה.

מושג ההתמדה (אינרציה) הוא אחד המושגים החשובים ביותר בפיזיקה ועל מנת להבין אותו טוב יותר, נסו לענות על השאלות הבאות:

1. אם נשבור לבנה המונחת על כף היד באמצעות פטיש, לא נרגיש כאב. מדוע?

תשובה

ללבנה יש אינרציה גדולה, לכן המהירות שהיא צוברת כתוצאה מהמכה, אינה גדולה.

2. למה כאשר רוצים לנער כספית בתרמומטר רפואי, מבצעים תנועה חדה של היד כלפי מטה ואז מיד עוצרים?

תשובה

לפי עקרון ההתמדה, הכספית ממשיכה לנוע כלפי מטה ובכך הצינור של התרמומטר מתנקה.

3. למה כאשר מכים בסרגל התלוי על טבעות העשויות מנייר, הטבעות לא נפגעות?

paper_rings_inertia

מקור: מדע פשוט

תשובה

בגלל שהמכה מהירה, הכוח שפועל על הסרגל לא מספיק לעבור לטבעות ולכן האינרציה שלהם (במנוחה) מאפשרת להם להחזיק מעמד.

4. לאיזו מבין שתי המשאיות יש מרחק בלימה גדול יותר – למשאית העמוסה בשכורה או למשאית ריקה? (ניתן להניח כי מקדם החיכוך זהה בשני המקרים וכי התנגדות האוויר זניחה)

תשובה

מרחק הבלימה יהיה זהה בשני המקרים, כי הוא אינו תלוי במסה (שהיא מדד לאינרציה של הגוף).

5. מחברים גוף כבד באמצעות קפיץ אל תקרה של מעלית. כיצד ינוע הגוף ביחס למעלית אם היא תתחיל בפתאומיות לפול חופשית בהשפעת כוח הכובד?

תשובה

הגוף יבצע תנודות. משרעת התנודות תהיה שווה להתארכות שהייתה לקפיץ כאשר המעלית הייתה במנוחה.

6. א) בול עץ אחיד תלוי על חוט. ברגע מסוים חותכים את החוט. ב) אותו הבול נמצא במנוחה על משטח אופקי. ברגע מסוים מסירים את המשטח. בשני המקרים, מצאו לאיזה חלק של הבול יש תאוצה גדולה יותר בהתחלה – לחלק העליון או לחלק התחתון.

תשובה

א. מיד לאחר שחותכים את החוט, לחלקיקים בחלק העליון של הבול יש תאוצה $a>g$, בעוד שלחלקיקים בחלק התחתון של הבול יש תאוצה $a=g$.

ב. מיד לאחר שמסירים את המשטח, לחלקיקים בחלק העליון של הבול יש תאוצה $a=g$, בעוד שלחלקיקים בחלק התחתון של הבול יש תאוצה $a>g$.

7. מערכת של שלושה כדורים זהים המחוברים באמצעות קפיצים תלויה על חוט (כפי שניתן לראות באיור). מהי תאוצת הכדורים כהרף עין לאחר שחותכים את החוט?

תשובה

תאוצת הכדור העליון שווה ל-$3g$ בעוד שתאוצות הכדורים האחרים שוות לאפס.

8. האם האינרציה של הגוף תלויה בכיוון שבו הוא נע?

תשובה

מסה היא גודל סקלרי ולכן התכונות ההתמדיות של הגוף אינן תלויות בכיוון.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.