|
|
עמוד:9
1 . 2 עבודה בחיי היום יום למילה עבודה יש משמעות רחבה . בפיסיקה מדברים על עבודה רק כאשר כוח פועל על גוף , והגוף נע . נגדיר את המונח עבודה בכמה שלבים . נתחיל במקרה פרטי ונעבור בהדרגה להגדרה כללית . א . על גוף אשר נע בקו ישר פועל כוח קבוע , F , שכיוונו הוא ככיוון התנועה של הגוף ( ראה איור . 11 . 2 העבודה שהכוח עושה , בעת שהגוף נע מנקודה 1 לנקודה , 2 שווה למכפלה של גודל הכוח JF , באורך הדרך ? . S , 1 . 1 האם חוקי ניוטון מספיקים ? בעזרת שלושת חוקי ניוטון , שאותם הכרנו ביחידה הקודמת , אפשר באופן עקרוני לפתור כל בעיה במכניקה . כל בעיה כזו עוסקת במערכת שיש בה כמה גופים , שעליהם פועלים כוחות . אם המצב ההתחלתי של המערכת נתון , אפשר , באופן עקרוני , לחשב את מצבה בכל רגע בעתיד בעזרת חוקי ניוטון . ואולם החישוב הזה עלול להיות מסובך מאוד . כמה חוקים הנגזרים מחוקי ניוטון עשויים לפשט את החישובים . החוקים השימושיים ביותר מסוג זה מכונים חוקי שימור והם קובעים כי כמותו של גודל פיסיקלי מסוים נשמרת תוך כדי התרחשותם של תהליכים שונים . ביחידה זו נעסוק בחוק שימור האנרגיה , וביחידה הבאה — בחוק שימור התנע . כדי להדגים את חשיבותו של חוק שימור האנרגיה , נדון בבעיה הבאה ; גוף נע על מסילה חלקה , שצורתה רבע מעגל ( ראה איור ;( 1 . 1 רדיוס המעגל 1 מי . בנקודה הגבוהה ביותר על המסילה , הגוף נמצא במנוחה . מהי מהירותו בנקודה הנמוכה ביותר על המסילה ! לא קל לפתור את הבעיה הזו בעזרת חוקי ניוטון , משום שהכוח הפועל על הגוף משתנה , ולכן גם התאוצה של הגוף משתנה . בהמשך ניווכח לדעת , כי קל מאוד לפתור את הבעיה בעזרת חוק שימור האנרגיה . בסעיף הבא נגדיר את המונח עבודה . אחר כך נעסוק באנרגיה קינטית ובאנרגיה פונטציאלית . נפתח את חוק שימור האנרגיה המכנית , ולבסוף נרחיב אותו לחוק שימור האנרגיה הכללי . כמו כן , נדון ביחידה זו בהספק , במכונות פשוטות ובמושגים יסודיים בתורת החום , מאחר שחום אף הוא צורה של אנרגיה . פרק : 1 עבודה ואנרגיה קינטית איור 1 . 1
|
|