רשתות גורוםודה
גוף חווה תנועה ליניארית אחידה אם מהירותו קבועה. מהירות כוללת את גודל וכיוון המהירות. כיוון המהירות = כיוון התזוזה = כיוון התנועה. כיוון המהירות של גוף קבוע = כיוון התנועה של גוף קבוע, או כיוון התנועה של גוף קבוע = הגוף נע ישר. גודל המהירות או המהירות קבועה = המהירות תמיד זהה כל הזמן.
תנועה לינארית לא אחידה היא תנועה בתאוצה קבועה. במילים אחרות, תנועה לינארית לא אחידה = תנועה עם הגדלת התאוצה קבועה וכיוון התאוצה קבוע. כיוון התאוצה קבוע = כיוון המהירות קבוע = כיוון התזוזה קבוע = כיוון התנועה קבוע = העצם נע בקו ישר. גודל התאוצה הקבוע פירושו שגודל המהירות עולה באופן קבוע.
בחיי היומיום, אנו רואים לעתים קרובות עצמים שחווים תנועה של נפילה חופשית, למשל, תנועת פרי הנופל מעץ, תנועת עצמים הנופלים או נופלים מגובה מסוים. מדוע עצמים חווים תנועה של נפילה חופשית? אם מסתכלים על העצם במבט חטוף, הוא חווה נפילה חופשית כאילו יש לו מהירות קבועה, או במילים אחרות, הוא אינו מאיץ. העובדה שזה קורה, כל עצם שנופל בחופשיות חווה תאוצה קבועה. סיבה זו גורמת לתנועת נפילה חופשית, כולל הדוגמה של תנועה לינארית לא אחידה. כיצד להוכיח שעצמים שחווים נפילה חופשית חווים תאוצה קבועה או שמהירותם עולה?
בחיי היומיום, אנו נתקלים לעתים קרובות בעצמים הנעים בתנועה מעגלית אחידה. דוגמה אחת לעצם שעובר תנועה מעגלית אחידה היא המחט השנייה, מחט הדקות ומחט השעון בשעון אנלוגי. המחט השנייה תמיד מסתובבת בזווית של 360 מעלות למשך 60 שניות (דקה אחת) או מסתובבת בזווית של 6 מעלות למשך שנייה אחת. מחט הדקות תמיד מסתובבת בזווית של 360 מעלות למשך 60 דקות (שעה אחת) או מסתובבת בזווית של 6 מעלות למשך דקה אחת. גם מחט השעות תמיד מסתובבת 360 מעלות למשך 24 שעות (יום אחד). אם עצם נע במעגל רגיל, כגון מחט שנייה, מחט דקות או מחט שעון, אז העצמים נחשבים כמבצעים את התנועה המעגלית. האם תוכלו לחשוב על דוגמאות לעצמים הנעים בתנועה מעגלית?
כמויות הפיזיקה בתנועה מעגלית כוללות תזוזה זוויתית, מהירות זוויתית ותאוצה זוויתית.
תזוזה בתנועה מעגלית נקראת תזוזה זוויתית. לתזוזה זוויתית, הכוללת גדלים וקטוריים, יש גודל וכיוון. כיוון התזוזה הזוויתית מבוטא בדרך כלל בכיוון השעון (עם כיוון השעון או נגד כיוון השעון).
ישנן שלוש יחידות של תזוזה זוויתית. ראשית, מעלות (o). היקף אחד של המעגל שווה ל-360 מעלות.oשנית, סיבוב. היקף אחד של המעגל שווה לסיבוב אחד. שלישית, רדיאנים. שימו לב לאיור למטה. אם גוף נע במעגל אז r = רדיוס המעגל, x = אורך המסלול המעגלי שהגוף עובר = היקף המעגל.
גוף שתנועותיו הפרבוליות תמיד בעלות מהירות התחלתית. מכיוון שתנועה פרבולית היא שילוב של תנועות בכיוונים אופקי ואנכי, למהירות ההתחלתית יש גם רכיבים אופקיים ואנכיים.
אם העצם נע בצורה פרבולית כמו באיורים 1 ו-3, אזי המהירות ההתחלתית בכיוון האופקי (v ox ) והמהירות ההתחלתית בכיוון האנכי (v oy ) מחושבות באמצעות המשוואה:
כוח הוא משהו שגורם לדברים להאיץ. במילים אחרות, כוח הוא משהו שמזיז, עוצר או משנה את כיוון התנועה של עצם. כוח הוא גודל וקטורי, ולכן יש לו גודל וכיוון. סמל הכוח הוא F (Force). F הוא סמל כללי של כוח. ישנם מספר סוגים של כוחות ולא לכל הכוחות יש את הסמל F. יחידת היחידה הבינלאומית היא ק"ג מ"ש/שנייה שנייה, הידועה גם כניוטון.
הכוח המתקבל (ΣF) הוא סכום כל הכוחות הפועלים על גוף. כוח הוא גודל וקטורי, ולכן הכוח הכולל מחושב על סמך כלל חיבור הווקטורים.
חיכוך הוא כוח גרירה הפועל בין משטחי עצמים הנוגעים זה בזה. בנושא זה, כוח החיכוך הנלמד קשור לכוח החיכוך הפועל בין שני משטחי גוף מוצק הנוגעים זה בזה. כגון חיכוך בין בסיס הקורה למשטח הרצפה, חיכוך בין בסיס הנעל למשטח הרצפה, חיכוך בין גלגלי המכונית למשטח הכביש.
כוח החיכוך פועל תמיד על פני השטח של עצמים מוצקים הנוגעים זה בזה, למרות שהם חלקים מאוד. אפילו משטחים חלקים הם למעשה מחוספסים מאוד בקנה מידה מיקרוסקופי. כאשר עצם נע, רכסים מיקרוסקופיים אלה מפריעים לתנועה. ברמה האטומית, בליטה על פני השטח גורמת לאטומים להיות קרובים מאוד למשטחים אחרים, כך שהכוחות החשמליים בין האטומים יכולים ליצור קשרים כימיים, כאיחוד בין שני משטחים של עצם נע. כאשר עצם נע, למשל כאשר דוחפים ספר על פני השולחן, תנועת הספר נתקלת במכשולים ולבסוף נעצרת. זאת בשל היווצרות ושחרור הקשר.
במסגרת חוק ניוטון, נלמד שכל גוף שנמצא במנוחה בתחילה הופך לתנועה, או כל גוף שנע בתחילה הופך למנוחה אם יש "משהו" שמזיז או עוצר את הגוף. משהו נקרא "כוח". מדוע הפרי נופל או נע לעבר פני האדמה לאחר שהוא משתחרר מהגבעול? חוק ניוטון קובע שאם הפרי נע, חייב להיות כוח הפועל על הפרי. הכוח שגורם לפרי או לכל גוף ליפול לעבר פני האדמה נקרא כוח הכבידה.
כאשר דוחפים ספר על משטח השולחן עד שהספר זז, ידכם נוגעת בספר. באופן דומה, כאשר קושרים חפץ עם חתיכת חבל, ואז מושכים אותו עד שהוא זז, ידכם נוגעת בחבל, והחבל נוגע בחפץ. במקרה זה, כוח הדחיפה, כוח המשיכה, כוח המתיחה של החבל וכוחות כאלה נקראים כוחות מגע או כוחות מגע. כוח הכבידה של כדור הארץ שמושך את הפרי הנופל לעבר פני כדור הארץ. או, כוח הכבידה של כדור הארץ שמושך את הירח למסלולו סביב כדור הארץ מתרחש ללא מגע בין כדור הארץ לפרי והירח.
לכן, כוחות כבידה או כוחות כאלה נקראים כוחות שאינם נוגעים. כיצד ייתכן שפרי נופל והירח "נופל" לעבר כדור הארץ מבלי לגעת בין כדור הארץ לפרי ולירח? מדענים, כולל ניוטון , התקשו לדמיין את מושג הכוח שאינו נוגע. על מנת לדמיין ולהבין ביתר קלות את מושג הכוח שאינו נוגע, מועלה מושג השדה.