קינמטיקה
כוחות וחוקי ניוטון
עבודה ואנרגיה
1 מ 3

לעמוד הבית

חיכוך סטטי מחזיק גוף במדרון

חיכוך סטטי במדרון

כאשר גוף מונח על מדרון ואינו מחליק, כוח החיכוך הסטטי מונע ממנו להתחיל לנוע.

הכוחות הפועלים על הגוף

  • משקל הגוף: \(mg\) כלפי מטה.
  • כוח נורמלי: \(N\) מאונך למשטח.
  • כוח חיכוך סטטי: \(f_s\) לאורך המשטח.

פירוק המשקל

את כוח הכובד מפרקים לשני רכיבים:

  • רכיב מאונך למדרון: \[ mg\cos\theta \]
  • רכיב מקביל למדרון (גורם להחלקה): \[ mg\sin\theta \]

תנאי לשיווי משקל

כדי שהגוף יישאר במנוחה, החיכוך הסטטי מאזֵן את רכיב המשקל במורד:

\[ f_s = mg\sin\theta \]

החיכוך הסטטי יכול לגדול רק עד ערך מקסימלי:

\[ f_{s,\max} = \mu_s N \]

לכן הגוף לא יחליק כל עוד:

\[ mg\sin\theta \leq \mu_s mg\cos\theta \]

ומכאן:

\[ \tan\theta \leq \mu_s \]

מסקנה

  • החיכוך הסטטי מתאים את עצמו לפי הצורך.
  • הוא אינו תמיד שווה ל-\(\mu_s N\).
  • רק על סף החלקה מתקיים: \[ f_s = \mu_s N \]

שליחת עבודות לבדיקה