1-מכניקה‏ > ‏

1.4-תנועה מעגלית קצובה


עד כה, אנו יודעים מהם התנאים
להיווצרות מסלול בקו ישר או מסלול פרבולי.  
מהם הגורמים למסלול מעגלי?

כדי לחקור תנועת גופים במסלול מעגלי,

נצטרך להכיר כמה מושגים בסיסיים 

כמו זמן מחזור, תדירות  ומהירות זוויתית.

במצגת הבאה יש הסבר על המושגים:

תנועה מעגלית קצובה חלק 1


להורדת המצגת :תנועה מעגלית קצובה חלק א'   

סרטון הסבר נוסף על הרדיאן

תרגילית - תנועה מעגלית מושגי יסוד חלק 1

בחן את עצמך:   דף עבודה מספר 1 (מושגים בסיסיים) כולל תשובות


בתנועה מעגלית ווקטור המהירות משיק בכל רגע למסלול הגוף. 

כלומר ווקטור המהירות משנה את כיוונו.

תאוצה פרושה שינוי ווקטור המהירות , 

בגודל או בכיוון או גם בגודל וגם בכיוון.

מסקנה: תנועה מעגלית היא תנועה עם תאוצה

מחוק שני של ניוטון נוכל להבין שבתנועה מסוג זה 

שקול הכוחות אינו שווה לאפס!

חשוב מאוד לזכור זאת!

בכל פעם שמזהים תנועה מעגלית, מיד יודעים ששקול הכוחות אינו שווה לאפס.


מהו הכיוון של ווקטור שקול הכוחות?

הפעם נתמקד בתנועה מעגלית שבה ווקטור המהירות קבוע בגודלו

  בהמשך נלמד על תנועה מעגלית כללית יותר.


הסבר על ווקטור התאוצה בתנועה מעגלית קצובה במצגת הבאה:

תנועה מעגלית קצובה, ניתוח כוחות


להורדת המצגת:תנועה מעגלית קצובה חלק ב'  

קובץ - ריכוז נוסחאות בתנועה מעגלית        קובץ- הסבר לפיתוח הנוסחה של התאוצה הראדיאלית




בסרטון זה ניתן לראות שכאשר התדירות הזוויתית מתחת לתדירות הקריטית
לא נוצרת פריסה של המשקולות לתנועה המעגלית. 
כאשר המהירות הזוויתית גדולה מהמהירות הקריטית נוצרת פריסה.
בנוסף ניתן לראות שעבור שתי מטוטלות בעלות אורך שונה 
ותדירות סיבוב זהה המרחק ממישור הסיבוב לנקודת התלייה זהה

וידאו של YouTube




הגבהת כבישים בסיבוב (הגבהת מעקמים) היא דרך למניעת החלקת המכונית בסיבוב.

הסתכלו בסרטונים הבאים  ותבינו כמה חשוב החיכוך בתנועה מעגלית

וידאו של YouTube


וידאו של YouTube



שימו לב, בסירטון הבא האנשים שנמצאים בתוך התנועה המעגלית, מרגישים כוח הזורק אותם החוצה

 


וידאו של YouTube



כוח זה נקרא כוח צנטריפוגלי שפרושו בורח מהמרכז.

עובדה זו עומדת לכאורה בסתירה לרעיון 

שהכוח בתנועה מעגלית חייב להיות מכוון פנימה, כלפי מרכז המעגל.

ההסבר לכך הוא, שצופה הנע במעגל איננו צופה אינרציאלי, אלא צופה מואץ ,

 ולכן במערכת זו פועל עליו בנוסף לשאר הכוחות כוח מדומה

 שגודלו שווה למכפלת מסת הגוף הנצפה בתאוצת המערכת ,

 וכיוונו של הכוח הפוך לכיוון התאוצה.

כוח זה מאזן את כוח הנורמל מהקיר ולכן הם נמצאים במנוחה ביחס לקרוסלה.

ביחס לאדמה, הם לא נמצאים במנוחה אלא בתנועה מעגלית,

הכוח הגורם להם לתנועה מעגלית, הוא הכוח הנורמל של הקיר. כיוונו כלפי מרכז המעגל .


הרצאה בנושא תנועה מעגלית קצובה של פרופ' וולטר לוין 

lec 05: Uniform Circular Motion | 8.01 Classical Mechanics, Fall 1999


איך ניתן להסביר את התנהגות בלון ההליום בסרטון הבא:

וידאו של YouTube


ואת זה אפשר לנסות גם בבית!

וידאו של YouTube


תלמידי בית הספר הוירטואלי של מט"ח מבצעים ניסויים:

YouTube Video



וידאו של YouTube





YouTube Video

Teaching from Space: Centripetal Force