כח המתיחות

  • פותח הנושא NQDA
  • פורסם בתאריך

NQDA

New member
כח המתיחות

אשמח לעזרה בפיתרון השאלה הבאה:

חוט שאורכו 1 מטר מחובר לנקודה קבועה.
בצידו השני כדור במסת 2 ק"ג, מסיטים את הכדור בזווית 37.
מעניקים לכדור מהירות משיקית של 4 מטר לשנייה.
הכדור נע במסלול מעגלי זקוף.

מהי המתיחות המקסימלית של החוט?
(תשובה: 60 ניוטון)
 

Banitt81

New member
שימור אנרגיה מכאנית ותנועה מעגלית

המתיחות המרבית תהיה בנקודה התחתונה ביותר במסלול כיוון ששם המהירות הכי גבוהה, וכוח הכבידה מנוגד לחלוטין למתיחות.
בנקודה זו פועלים שני כוחות - הכבידה (מטה) והמתיחות (מעלה). שקול הכוחות בנקודה זו שווה ל mv^2/R וכיוונו למרכז המעגל.
כלומר, המתיחות פחות כוח הכבידה שווה לmv^2/R. הנתון היחיד שחסר הוא המהירות כדי למצוא את המתיחות.
סרטונים על תנועה במעגל אנכי - http://the-openclass.org/core/item/155/
http://the-openclass.org/core/item/141/

את המהירות ניתן למצוא משיקולי אנרגיה - שני כוחות פועלים על המסה: מתיחות וכבידה. כוח הכבידה משמר, וכוח המתיחות אינו עושה עבודה כיוון שהוא מאונך לכיוון התנועה בכל רגע. לכן מתקיים שימור אנרגיה.
סרטונים קצרים בעברית על שימור אנרגיה - http://the-openclass.org/core/topic/54/

כעת, כל מה שנותר הוא לחשב את האנרגיה ההתחלתית (קינטית וכובדית), למצוא בעזרתה את האנרגיה בנקודה הנמוכה ביותר, שתאפשר מציאת המהירות.

בהצלחה!
 
למעלה