סטטיקה – הבדלי גרסאות
מ בוט: מעביר קישורי בינויקי לויקינתונים - d:q169019 |
ניסוח |
||
שורה 2: | שורה 2: | ||
'''סטטיקה''' ( '''Statics''' ) הוא תחום ב[[פיזיקה]] העוסק בחקר ה[[כוח (פיזיקה)|כוחות]] ו[[מומנט|מומנטים]] הפועלים על גופים [[מערכת פיזיקלית|ומערכות פיזיקליות]] הנמצאים במנוחה או ב[[שיווי משקל מכני]] במערכת שלהם, כגון בניינים הנמצאים במנוחה ביחס לכדור הארץ למרות שהוא נע בחלל במהירות גדולה מאוד יחסית לשמש ולכוכבים אחרים. |
'''סטטיקה''' ( '''Statics''' ) הוא תחום ב[[פיזיקה]] העוסק בחקר ה[[כוח (פיזיקה)|כוחות]] ו[[מומנט|מומנטים]] הפועלים על גופים [[מערכת פיזיקלית|ומערכות פיזיקליות]] הנמצאים במנוחה או ב[[שיווי משקל מכני]] במערכת שלהם, כגון בניינים הנמצאים במנוחה ביחס לכדור הארץ למרות שהוא נע בחלל במהירות גדולה מאוד יחסית לשמש ולכוכבים אחרים. |
||
הענף מהווה בסיס לחישובי הכוחות הפועלים ב[[בנייה|בניינים]] ובהתאם לתוצאות המתקבלות מחשבים את גודל וחוזק רכיבי שלד הבניין. הסטטיקה יחד עם ה[[דינמיקה (מכניקה)|דינמיקה]] מהווים שני |
הענף מהווה בסיס לחישובי הכוחות הפועלים ב[[בנייה|בניינים]] ובהתאם לתוצאות המתקבלות מחשבים את גודל וחוזק רכיבי שלד הבניין. הסטטיקה יחד עם ה[[דינמיקה (מכניקה)|דינמיקה]] מהווים את שני הענפים העיקריים של ה[[מכניקה]]. יישומי הסטטיקה כוללים תחומים רבים כגון [[הנדסת מכונות]], [[הנדסת מבנים|הנדסת בניין]], [[הנדסה אוירונאוטית]], [[הנדסת חלל]], [[הידרוסטטיקה]] ועוד. הבסיס [[פיזיקה|פיזיקלי]] לענף הם [[חוקי התנועה של ניוטון]]. |
||
== דוגמאות לניתוח מערכות בסטטיקה == |
== דוגמאות לניתוח מערכות בסטטיקה == |
גרסה מ־11:37, 12 באפריל 2014
סטטיקה ( Statics ) הוא תחום בפיזיקה העוסק בחקר הכוחות ומומנטים הפועלים על גופים ומערכות פיזיקליות הנמצאים במנוחה או בשיווי משקל מכני במערכת שלהם, כגון בניינים הנמצאים במנוחה ביחס לכדור הארץ למרות שהוא נע בחלל במהירות גדולה מאוד יחסית לשמש ולכוכבים אחרים. הענף מהווה בסיס לחישובי הכוחות הפועלים בבניינים ובהתאם לתוצאות המתקבלות מחשבים את גודל וחוזק רכיבי שלד הבניין. הסטטיקה יחד עם הדינמיקה מהווים את שני הענפים העיקריים של המכניקה. יישומי הסטטיקה כוללים תחומים רבים כגון הנדסת מכונות, הנדסת בניין, הנדסה אוירונאוטית, הנדסת חלל, הידרוסטטיקה ועוד. הבסיס פיזיקלי לענף הם חוקי התנועה של ניוטון.
דוגמאות לניתוח מערכות בסטטיקה
גוף על שולחן
על גוף העומד על שולחן או כל משטח אחר פועל כוח המשיכה, ולפי החוק השני של ניוטון הוא אמור לנוע מטה בתאוצה g. בפועל הגוף במנוחה, תופעה המוסברת על ידי כוח נורמלי N שהשולחן בתגובה מפעיל (החוק השלישי של ניוטון, חוק הפעולה והתגובה) בגודל זהה ובכיוון הפוך, כך ששקול הכוחות הפועלים על הגוף הוא אפס.
גוף תלוי
גוף התלוי על חוט שאינו נופל מוסבר על ידי כוח שמופעל על הגוף הקרוי מתיחות T, הנובע מאלסטיות המשטח או החוט, חוט לא אלסטי מספיק יקרע ומשטח לא מספיק אלסטי יישבר.
מסות קשורות
מסות M ו m הקשורות אחת לשנייה בחוט, ומפעילים כוח F על M ושניהם זזים. אם יוזנח כוח החיכוך אינטואיטיבית, יש לבחון אותן כגוף אחד ושהתאוצה תהיה F/m+M. וניתן להוכיח על פי החוק השני של ניוטון כי הכוחות האופקיים שפועלים על M(האנכיים, כלומר כבידה ונורמלי מקזזים זה את זה) הם T שמושך אחורה ו F שמושך קדימה. הכוח היחיד שפועל על m הוא T לכן
T=ma
F-T=Ma
נחבר את המשוואות ונקבל
(F=a(M+m
ולכן
a=F/M+m
(התאוצה זהה כמובן לשני הגופים)
מכונת אטווד
הוא מקרה מעניין של שני גופים בעלי מסות m1 ו-m2 כך ש m1<m2 קשורים בחוט משני צדי גלגלת.
הכוח הפועל על כל אחד מהם הוא כבידה והמתיחות T לכן
נחבר בין שתי המשוואות ונקבל (g(m2-m1)=a(m1+m2 , כלומר:
הנוסחא המפושטת במקום m1 נסמן m ובמקום m2 נסמן km כאשר k הוא כמובן, היחס בין המאסות. נקבל:
כלומר התאוצה לא תלויה במסות אלא רק ביחס ביניהן.