סיכומים משיעורי פיזיקה

#6- תנע, הספק

אם קבלן יבוא אליכם ויגיד לכם שהוא יכול לבצע עבודה, אבל זה יקח לו 10 שנים, תגידו שזה לא מתאים, נכון?
זה דוגמא למקרה שבה רק לדעת את העבודה זה לא מספיק.
העבודות שצריך להגיש הם עוד דוגמא טובה למצב שבו רק לדעת מה העבודה לא מספיק.
הכירו: הספק
איתו אתם יודעים כמה עבודה מתבצעת בשניה.
היחידות שלו הם J/s, מבוטאים בW, וואט. וואט קרוי על שם מדען שהתעסק במכונות.
נוסחת העבודה: כוח×דרך×קוסינוס הזווית ביניהם
נוסחת ההספק: כוח×מהירות×קוסינוס הזווית ביניהם
שמתם לב למשהו פה?
רמז: המהירות היא הנגזרת של המיקום.
________________________________________
אכן, ההספק היא הנגזרת של העבודה.
היא מודדת את ההספק בהקשר לזמן.

אם נשים משהו שיחמם את האוויר, האוויר יתחמם. איך נוכל למדוד זאת?
האוויר שמסביבנו עשוי מהמון מולקולות, בעיקר חנקן. המולקולות האלה נעות במהירות מאוד גבוהה.

חכמים קבעו שהטמפרטורה נמדדת באנרגיה הקינטית הממוצעת למולקולות.
אפשר למדוד מעלות בצלזיוס, ואפשר בקלווין. הגודל יחידה שווה.
עכשיו, מה האנרגיה שצריך להשקיע בשביל שקילוגרם אחד של מים יעלה במעלה? התשובה היא 4186J. המספר הזה הוא קיבול החום הסגולי של המים, C, והיא נמדדת בJ/kgC°.
E=CMΔt
כאשר C היא קיבול החום הסגולי, M היא המסה, וt היא הטמפרטורה.

רק במצב של מים ליטר היא קילוגרם. בנוזלים אחרים צריך לראות מה הצפיפות שלהם.

כשדברים מתנגשים, תצטרכו להשתמש בחבר החדש שלכם: תנע. באנגלית: מומנטום. השם הזה מזכיר לכם משהו מהשפת היומיום, נכון?

P=mv

תנע זה וקטור. יש לו היטל x, y, z. אבל עכשיו נתעסק רק עם 1D.
הפעלת כוח על הכדור, f=ma. המסה לא השתנה, התאוצה לא השתנה, אבל המהירות השתנה. עכשיו יהיה לך יותר קשה לעצור אותה.
מכונית נוסעת במהירות מסוימת, ומשאית נוסעת באותו המהירות. זה דברים שונים! יותר קשה לעצור את המשאית מאשר את המכונית!

עכשיו קבלו את הפואנטה של התנע.
2 גופים זזים אחד לקראת השני, תקוו שהם לא המכוניות שלכם.
ההתנגשות ביניהם היא כוח פנימי. אתה מחליט מערכת. אם יהיה בתוך המערכת פצצה מתפוצצת, זה פנימי.
אם אין כוח חיצוני כולל, סכום התנע הפנימי אותו הדבר. ככה נוכל לחשב את המהירויות אחרי שהם יתנגשו!