שאלה בפיזיקה... ⚖️
-
@yossiz ההסבר הוא כזה (מקווה שאני לא טועה)
יש לך 4 פרמטרים
- מטף 5 ק"ג
- פח אשפה 10 ק"ג
- זרוע ימנית באורך 4.5 מטר (לקחתי שכל ס"מ = 1 מטר)
- זרוע שמאלית באורך 4.5 מטר (לקחתי שכל ס"מ = 1 מטר)
תמונה ראשונה
היות ושני הזרועות שווים ואין עליהם כלום יהיה שיווי משקל שווה בשניהם.
המטף נמצא ב 0.5 ממרכז הסולם והפח נמצא גם ב 0.5 ממרכז הסולם נוצר מצב שהמטף נותן כח נגדי לפח האשפה במחצית ממשקל הפח ולכן הזרוע הימנית תרד ביחס של 5 ק"גתמונה שניה
ככל שהעצמים יתרחקו זה מזה השיפוע של הצד הכבד יהיה גדול יותר מפני שכמה שהמשקולת הקטנה (המטף) נמצא בקצה הזרוע השמאית אתה מאבד ממשקל המטף וכמה שמהטף יתקרב לאמצע יהיה יותר התנגדות לזרוע הימנית כאשר המשקל מתקרב לאמצע. וככל שהפח יתרחק מהאמצע הוא יגבר על זרוע השמאלית.ניתן לדמות את זה לעוגרן (מנוף באתר בניה) זה עובד באותה שיטה.
בצד אחד יש את הזרוע הקטנה עם המשקולת ובצד השני יש את הזרוע הארוכה עם הגלגלת.
ככול שהגלגלת תתרחק מ"מתורן" העוגרן תוכל להרים פחות משקל המשקולת שנמצאת בצד השני של התורן וככול שהגלגלת תתקרב לתורן כך תוכל להרים יותר ממשקל המשקולת -
@dovid אמר בשאלה בפיזיקה...
️:(זה בגלל עובי המקל + מרכז הכובד של החלק שנשען עליו).
אני מודע לטענתך לגבי עובי המקל. האם זה מספיק כדי להסביר את התופעה? לא כל כך נראה לי. (כאן נכנס לתמונה שאלתו של @רחמים, עד כמה התמונות שבאתר משקפות את המציאות)
לגבי מרכז הכובד של החפצים שמונחים על המקל, לכאורה זה יפעול הפוך, ככל שזה יורד יותר למטה מתעצם הכוח של החפץ הכבד יותר כי מרכז הכובד שלו נוטה יותר החוצה, לא?
-
תודה לכל מי שניסה לענות!
זה נשמע כאילו החלטתי מראש שאני הולך לקבל שום תשובה... אבל האמת שאני מאוד מעוניין לקבל תשובה. אבל בינתיים התשובות לא מתיישבות על ליבי (אולי באשמת הלב שלי...).@zvinissim אמר בשאלה בפיזיקה...
️:ולכן הזרוע הימנית תרד ביחס של 5 ק"ג
מה זה יחס של 5 ק"ג? אם זה כבד יותר שירד וירד עד שאין יותר לאן לרדת, לא?
ככל שהעצמים יתרחקו זה מזה השיפוע של הצד הכבד יהיה גדול יותר מפני שכמה שהמשקולת הקטנה (המטף) נמצא בקצה הזרוע השמאית אתה מאבד ממשקל המטף וכמה שמהטף יתקרב לאמצע יהיה יותר התנגדות לזרוע הימנית כאשר המשקל מתקרב לאמצע. וככל שהפח יתרחק מהאמצע הוא יגבר על זרוע השמאלית.
אבל האם היחס לא נשאר שווה?
-
@yossiz אמר בשאלה בפיזיקה...
️:מה זה יחס של 5 ק"ג? אם זה כבד יותר שירד וירד עד שאין יותר לאן לרדת, לא?
@yossiz אני לא זוכר בדיוק אבל ככול שהמשקולת (המטף) השמאלית נמצאת באמצע התורן המשקל הימני אינו עובר את אמצע הזרוע שהוא יושב עליה תמיד תהיה התנגדות מצד השמאלי.
וככול שמשקל (הפח) עובר את האמצע אתה מאבד את היחס שבין 2 המשקלים.@yossiz אמר בשאלה בפיזיקה...
️:אבל האם היחס לא נשאר שווה?
היחס לא ישאר שווה.
נסה לעקב אחרי הדוגמה שלי עם העוגרן ותבין למה זה לא שווהקח לדוגמא (בלבד - לא בדקתי) שאם יש לך בעוגרן משקל של 16 טון אז אם הגלגלת נמצאת בקרוב לתורן אתה יכול להרים קרוב ל 20 טון אבל אם תתרחק מהתורן ותגיע לנקודת האיזון תוכל להרים בדיוק את משקל המשקולות שנמצאות בצד הנגדי של התורן וככל שתתרחק מהתורן כך אתה תוכל להרים פחות אחרת המשקל הרחוק יוריד את הזרוע כלפי מטה
-
מצאתי קוד המקור של הסימולציה שממנה הבאתי את התמונה...
אולי יהיה שם תשובה...
https://github.com/phetsims/balancing-act -
אני חושב שאני טועה כפי ש@yossiz נוטה לומר, וזאת בגלל שבמאזניים יש עוד "תופעת לוואי": כשהצדדים זהים ושוים אופקית, כל מעלה בעיגול משמעותה ירידה ועליה גדולים בהרבה מאשר כשאר הם בזוית של 45 מעלות למשל. ולמרות שזה זהה לשני צדדי המאזניים, אני מניח שיש לזה השלכה על יחס המומנט כח אבל אני לא מבין מדוע...
-
@dovid אמר בשאלה בפיזיקה...
️:כשהצדדים זהים ושוים אופקית, כל מעלה בעיגול משמעותה ירידה ועליה גדולים בהרבה מאשר כשאר הם בזוית של 45 מעלות למשל
הייתי בכיוון זה, אבל נתקעתי בגלל:
שזה זהה לשני צדדי המאזניים
שאלה קשורה (התשובה שם טוען מה ש@dovid טוען, אבל טוען שזה לא זהה ל-2 הצדדים)
https://physics.stackexchange.com/questions/13474/why-does-the-weighing-balance-restore-when-tilted-and-released -
@מצאתי... היחס של הזוית משנה את היחס בין במרחק מהציר.
המחשה: כששני הצדדים אופקיים, נניח שמעלה בעיגול זה ס"מ עליה או ירידה.
אבל זה דוקא בקצה, באמצע למשל זה נניח חצי ס"מ.
כעת שיש זוית 45 מעלות, אז אם נניח שכל מעלה היא ירידה או עליה של חצי ס"מ, באמצע זה ודאי לא יהיה רבע.
בקיצור כעת עברנו מפיזיקה לטריגונומטריה... -
-
-
-
-
)...