חיכוך

עתודה מדעית1כיתה ח2012

כוח החיכוך

כוח הנוצר כתוצאה מתנועת גופים חיכוך –באזור המגע ביניהם. ישנם שני סוגי חיכוך:

: במצב של החלקה )משתחרר חום(.קינטי: במצב של אי-החלקה )לא משתחרר סטטיחום(.

http://phet.colorado.edu/en/simulation/forces-1d

מדוע כדור שמתגלגל נעצר?

חיכוך קינטיבין שני גופים הנמצאים במגע יחסית יש החלקה

כוח חיכוך זה תמיד פועל בכיוון הפוך לכיוון התנועה, ומתנגד "אני מנסה לעצור את תנועת לתנועת הגופים שמחליקים :

הגופים!".חיכוך מונעמאופיין כ

חיכוך עוצר!

חיכוך סטטיבין שני גופים הנמצאים במגע יחסית אין החלקה

בכיוון הפוך לכיוון הפעלת הכוח )מתנגד אוכוח חיכוך זה יפעל בכיוון הפעלת הכוח, כיוון התנועה : אולתנועת הגופים הנייחים(

חיכוך עוזר כ/להניע את הגופים!" "אני עוזר להחזיק .מדביק/מניע

חיכוך עוזר!

דוגמא פשוטה

איזה סוג חיכוך פועל על האדם ועל הכלב? לאיזה כיוון?

כלב ואדם בטיול..

/כיוון החיכוך השתנה?פתאום הכלב ראה עצם והתחיל לגרור את האדם. האם סוג

: חיכוך על האדםסטטי - חיכוך מניע.

בכיוון התנועה.אין החלקה!

: חיכוך על הכלבסטטי - חיכוך מניע.

בכיוון התנועה.אין החלקה!

חיכוך : על האדם - חיכוך מונע.קינטי.כיוון התנועהנגד

!יש החלקה

: חיכוך על הכלבסטטי - חיכוך מניע.

בכיוון התנועה.אין החלקה.

)קלה(1שאלה

/קינטי? א. האם הגלגל מרגיש כוח חיכוך סטטי

/קינטי?ב. האם הקרון מרגיש כוח חיכוך סטטי

ג. מה היה משתנה, אם המשטח היה עשוי מקרח?

וקרון מתגלגלנתונה מערכת של גלגל מחליק

)בינונית(2שאלה

א. איזה כוח הכרחי ועוזר לאדם א' לדחוף את העגלה, ולאדם ב' להגביר מהירותו?

אינם זהים באורכם אצל שני האנשים?Xב. מה ניתן ללמוד מכך שהחצים לאורך ציר ה-

ג. איזה כוח היה מושפע ממריחת הרצפה בשמן? במצב כזה, מה היה קורה לאדם א'?

)קשה(3שאלה מכונית מגדילה את מהירותה לכיוון שמאל.

המערכת כוללת: מכונית )הכוללת את המנוע, הגלגלים והנהג(, כביש, כדור הארץ והאוויר.

. שרטטו את תרשים הכוחות הפועלים1. ציינו בכל כיוון מי מפעיל את הכוח.המכוניתעל

דני טען שהכוחות הפועלים על המכונית הם כדלקמן:. 2

•F1.הכוח שהמנוע מפעיל על המכונית בכיוון שמאל –

•F2.)הכוח שהאוויר מפעיל על המכונית בכיוון ימין )כוח בולם –

•F3.הכוח שהכביש מפעיל על המכונית בכיוון למעלה –

•F4.הכוח שכדור הארץ מפעיל על המכונית בכיוון למטה –

האם אתם מסכימים עם טענותיו של דני? אם לא תקנו את טענותיו.

הטענה הראשונה איננה

נכונה בגלל החיכוך הסטטי ש

שבין הגלגלים לבין הכביש גורם

למכונית לנוע לכיוון שמאל.

הוא 1Fכלומר, הכוח שהכביש

מפעיל על המכונית בכיוון

שמאל!

רק רגע...!נשאלת שאלה הבאה תלמידי פיזיקה יקרים:

"אם אין מנוע, מה עוזר כביש?!" )החיכוך יקדם לי את הרכב?!(באותו אופן:

"אם אין כביש, מה עוזר מנוע?!")המכונית תתקדם באוויר??(

גלגול ללא החלקה )חיכוך סטטי(

T.כוח מנוע – f.כוח חיכוך – W.כוח משקל – N.כוח נורמל –

דמיינו כאילו זה חוט יו-יו שנמשך

ומגלגל יו-יו

: לא רק הכביש באינטראקציה עם המכונית, אלא גם המנוע מסקנהבאינטראקציה עם המכונית, והכוחות ששניהם מפעילים יחד על הגלגל

מצליחים להניע את הרכב.

*אם לא היה כוח חיכוך סטטי )כביש(, גלגל היה מסתובב במקומו ולא מתקדם.

*אם לא היה כוח סיבוב של מנוע, גלגל היה נייח.

שאלת הפיזיקאי שליש ב'

: הוכיחו אינטואיטיבית כי בהזנחת התנגדות האוויר,שאלת הפיזיקאי

.T>fהרכב יגדיל את מהירותו, כאשר 1..T<fהרכב יקטין את מהירות, כאשר 2.

.T=fהרכב יתמיד במצבו - מהירות קבועה, כאשר 3.זרוע(x)רמז: מומנט=כוח

.. לא שווה לאפסxשקול כוחות בכיוון רואים בבירור,

האם הרכב יאיץ?

, הרכב עדיין יאיץ? T=0שניה..אם אין מנוע מתקלקל, כלומר משהו לא מסתדר... אבל יש עדיין את כוח החיכוך בכיוון התנועה...והוא

לא אפס..

גלגול ללא החלקה )חיכוך סטטי(

T.כוח מנוע – f.כוח חיכוך – W.כוח משקל – N.כוח נורמל –

הבנת כיוון כוח חיכוך בגלגול )ניסוי(

כעת אני מניח את הגלגל על הרצפה מבלי להחזיק בציר, הגלגל התגלגל לכיוון ימין!

...זה אומר שפעל על הגלגל כוח ימינה!

הרצפה הפעילה כוח ימינה שאילץ את הגלגל להתגלגל.

ברשותנו גלגל אופניים,

אני מסובב את גלגל האופניים עם כיוון השעון כשהוא מוחזק בציר )בדיוק כמו

בציור(...

אם אני ישים יד בתחתית הגלגל, ארגיש חיכוך - כוח דחיפה שמאלה )+חום(.

הערות חשובות בשלב "גלגול ללא החלקה" של הגלגל ברצפה:

א. מאוד הגיוני – הגלגל הפעיל על הרצפה כוח שמאלה )בדיוק כמו שהיד שלי של ניוטון.3הרגישה(, והרצפה הפעילה על הגלגל כוח ימינה – חוק

ב. הנקודה בגלגל שבמגע עם הרצפה כאילו "נדבקת" לרצפה )חיכוך סטטי( ולא נעה, לפיכך מתפתח בנק' זאת כוח חיכוך מניע כתוצאה מסיבובו הגלגל.

Let’s Take a Photo…

"איך תראה תצלום של גלגל מתגלגל...?"

שימו לב לתחתית הגלגל..!

רואים בבירור את האזור התחתון מכיוון שהוא נמצא במנוחה יחסית,אך ככל שעולים לכיוון האזור העליון הגלגל נראה מטושטש – בגלל התנועה היחסית

באזור זה.