דינמיקה: כוחות וחוקי ניוטון פיזיקה לכיתה י׳

בנושא הזה 9 שיעורים. כך הם מתחילים:

1. כוח, כוח הכובד וחוק הוק

   כוח הוא פעולה של גוף אחד על גוף אחר, והוא נמדד בניוטון. בשיעור: כוח הכובד F = mg, האלסטיות של קפיץ, חוק הוק Fsp = kΔℓ, הדינמומטר (מד-כוח) - וניסוי חוק הוק עם גרף ושיפוע.

2. הכוח כווקטור והכוח השקול

   כוח הוא וקטור, וכוחות מתחברים לפי כללי חיבור הווקטורים (כלל המקבילית או רכיבים). הכוח השקול הוא הכוח היחיד שתוצאת פעולתו זהה לתוצאת כל הכוחות יחד. בשיעור: חישוב כוח שקול בדרך גאומטרית ואלגברית.

3. החוק השלישי של ניוטון

   כוחות תמיד באים בזוגות: אם גוף 1 מפעיל כוח על גוף 2, גוף 2 מפעיל על גוף 1 כוח שווה בגודלו והפוך בכיוונו (F⃗1,2 = −F⃗2,1). בשיעור: שלושת השלבים של החוק השלישי, למה הכוחות בזוג לא מבטלים זה את זה, איך מזהים זוג נכון, ואיך הולכים, נוסעים וטסים.

4. התמדה: החוק הראשון של ניוטון

   החוק הראשון של ניוטון (חוק ההתמדה): גוף שלא פועלים עליו כוחות, או שהכוח השקול עליו אפס, שומר על מהירותו - בגודל ובכיוון. בשיעור: מאריסטו לגלילאו, מצב התמדה (מנוחה או תנועה קצובה בקו ישר), התמדה בציר אחד, ותופעות התמדה מהיום-יום.

5. מתיחות, כוח נורמלי וחיכוך קינטי

   כשגופים לוחצים זה על זה, הכוח ביניהם מתפרק לכוח נורמלי (ניצב למשטח) ולכוח חיכוך (מקביל למשטח). בשיעור: הכוח הנורמלי (שאינו תמיד mg), מתיחות בחוט, חיכוך קינטי fk = μkN, ותרשים כוחות מלא.

6. חיכוך סטטי

   כשגוף לא מחליק, החיכוך הוא סטטי: הוא מסתגל לכוח שמנסה להזיז את הגוף, עד ערך מרבי μsN. בשיעור: fs ≤ μsN (השוויון רק במקסימום!), μs > μk, גרף החיכוך כתלות בכוח הדחיפה, והחיכוך שמאיץ מכונית.

7. שיווי משקל

   גוף בשיווי משקל - במנוחה או בתנועה קצובה בקו ישר - הכוח השקול עליו אפס, ולכן סכום רכיבי הכוחות בכל ציר הוא אפס. בשיעור: ΣFx = 0 ו-ΣFy = 0, פירוק כוח שפועל בזווית, מנורה על שני חוטים, וגרירה בחבל משופע.

8. החוק השני של ניוטון

   החוק השני של ניוטון: הכוח השקול על גוף שווה למסה כפול התאוצה, ΣF⃗ = ma⃗, והתאוצה בכיוון השקול. בשיעור: הניוטון כיחידה, ארבעת שלבי הפתרון, תרשים כוחות עם צירים (בלעדיו מורידים 10% בבגרות), וקישור לקינמטיקה.

9. משקל, מסה וצפיפות - וחזרה על היחידה

   משקל הוא כוח (W = mg, בניוטון) ומסה היא תכונה של הגוף (בק״ג). בשיעור: מסה התמדית ומסה כבידתית, למה כל הגופים נופלים באותה תאוצה, משקל על הירח, צפיפות ρ = m/V - ובסוף חזרה מעורבת על כל יחידת הדינמיקה.

→ וקטורים ותנועה במישוריישומים של החוק השני ←