שאלה

[uphilll]

שאלה

כשמניחים גוף על משטח או נותנים לו ליפול נפילה חופשית-
ובהנחה שבסופו של דבר תיווצר תמיכה מלאה, לא המשטח ולא הגוף יישברו או יתעקמו-
לוקח זמן עד שהמערכת מתייצבת.
אם אני מבינה נכון, מה שקורה עד ההתייצבות זה שינוי במומנטום הגופים ועבודה הדדית.
ואני מניחה שמשך הזמן תלוי בסוג (תכונות) החומרים ובמהירות בה נע הגוף עד ההתנגשות הראשונית.

השאלות שלי:
1. האם התיאור שלי נכון או שקורים עוד דברים מרגע המפגש עד שיווי משקל?
2. איך קוראים לפרק הזמן עד ש.מ (אני מניחה שיש לו שם, אולי אני טועה) ואיך מחשבים?

תודה.

 

[Schrodingers Dog]

שאלה

אני לא כל כך מבין על מה את מדברת. יש פה ביטויים שלא ברור מהיכן הבאת אותם: תמיכה מלאה, עבודה הדדית, מערכת מתייצבת, התנגשות ראשונית, רגע המפגש.

תיארת שתי בעיות. בבעיה הראשונה גוף נופל בנפילה חופשית. אם הוא לא נופל בווקום, אז האוויר מפעיל כוח שבגדול פרופורציוני למהירות. בשלב מסויים כח ההתנגדות יהיה שווה לכח הכבידה והגוף ינוע במהירות קבועה וזאת בהתאם לחוק השני של ניוטון.

הבעיה השנייה שהזכרת היא גוף מחליק על משטח עם חיכוך (האם לזה התכוונת, לא באמת ברור). כח החיכוך הוא קבוע ולכן הגוף ימשיך להאיץ. לא ברור על איזה שיווי משקל את מדברת.

 

[uphilll]

טייק 2

מתנצלת, אני לא בקיאה במונחים ב- 100%, אנסה להסביר את השאלה שלי.

אם אני מחזיקה גוף (נגיד כדור, או ג׳ולה, או כוס מפלסטיק) כמה ס״מ מעל הרצפה ומשחררת אותו, הוא יפול לכיוון הרצפה
יקפץ קצת עד שייעצר.
כשייעצר, מה שיהיה שם זה משקל הגוף יפעל כלפי מטה והרצפה תפעיל עליו N בגודל משקל הגוף כלפי מעלה.
(עד כאן נכון?)

מה שאני מנסה להבין זה איך מסבירים את מה שקורה עד שהגוף נעצר ואיך מחשבים את הזמן שיקח לו להיעצר.
האם כתלות בחומר ממנו עשוי, במהירות ההתחלתית, אולי משתנים אחרים.

מקווה שיותר ברור עכשיו.

 

[Schrodingers Dog]

תשובה

הבנתי עכשיו מהי הבעיה הפיזיקלית שמעניינת אותך: חפץ שקופץ על הרצפה עד שנעצר. מה שקורה זה שהחפץ מאיץ בגלל כח הכבידה ואז מתנגש ברצפה במהירות מסוימת (תלוי בגובה שמפילים אותו). עכשיו במכניקה לומדים על 2 סוגי התנגשויות אידיאליות: התנגשות פלסטית והתנגשות אלסטית. בסוג הראשון שני החפצים ״נדבקים״ אחד לשני. בהתנגשות השנייה החפץ יחזור למעלה באותה מהירות שבה הוא פגע. ההבדל החשוב ביניהן זה האם האנרגיה המכנית נשמרת - אנרגיה פוטנציאלית ועוד האנרגיה הקינטית.
&nbsp
בפועל מה שקורה זה משהו שהוא בין התנגשות אלסטית לפלסטית. החפץ פוגע ברצפה, ״נמעך״, מתעוות, משנה צורה וגם הרצפה יכולה להתכופף מעט. זה אומר שאנרגיה מכנית אבדה בשינוי הצורה של החומרים, יצירת חום וגם רעש - גלי קול. מה שיקרה זה שהחפץ יקפוץ בחזרה במהירות נמוכה יותר, יגיע לגובה נמוך יותר. התהליך יחזור על עצמו עד שהחפץ יאבד מהירות לחלוטין ולא יקפוץ יותר.
&nbsp
הכל תלוי בחפץ (גודל, צורה, חומר), בגובה, בחומר ממנו עשויה הרצפה.

 

[uphilll]

ואיך מחשבים את הזמן שיקח לו להיעצר?

יש מספרים קבועים שאפשר נגיד למצוא בטבלה או שזה חישוב ספציפי לכל מקרה, בהתחשב בכל המשתנים שהזכרת?

 

[Schrodingers Dog]

אפשר לעשות ניסוי

אפשר להפיל כדור מגובה מסוים ולראות לאיזה גובה הוא קופץ בחזרה. זה יהיה נמוך יותר ואפשר לחשב את היחס ביניהם בתור קבוע שמייצג את כל איבודי האנרגיה. אז אפשר לחשב סדרה אינסופית של קפיצות בגובה הולך וקטן, פרופורציוני לקבוע. הזמן שיקח לו לעצור זה סכום של סדרה הנדסית אינסופית ובסוף מקבלים זמן סופי עד לעצירה.
&nbsp
אפשר כמובן פשוט להפיל את הכדור ולראות תוך כמה זמן הוא נעצר אבל זה פחות כיף. בגדול זה סוג הבעיות בפיזיקה שפשוט קל ללכת ולעשות ניסוי ולמדוד את הגודל שמעניין אותך מאשר לחשב מה אמור לצאת. יש מעט מאוד דברים שאפשר באמת לחשב עם דף ונייר או אפילו בעזרת מחשב.
&nbsp
בקשר לטבלאות, אני מכיר שיש ספרים שלמים של מהנדסים עם כל מיני דברים כאלה - מקדמי חיכוך, תכונות מכניות של חומרים וכיוצא בזאת. את מוזמנת לספריות באוניברסיטאות השונות לחפש אם זה מה שמעניין אותך.

 

[uphilll]

נהדר! תודה רבה על התשובות המפורטות והעזרה.