פיזיקה לבגרות
אקדמיה - גוף קשיח
1 מ 2

לעמוד הבית

מתיחות במצב סטטי

חישובי מתיחות במצב סטטי

במצב סטטי, הגוף אינו זז. לכן סכום כל הכוחות הפועלים על הגוף שווה אפס:

\(\sum \vec{F} = 0\)

כלומר, יש לקחת בחשבון את הכוחות גם בכיוון אופקי (\(x\)) וגם בכיוון אנכי (\(y\)).

שלב 1: זיהוי הכוחות

  • משקל: \(W = m \cdot g\), פועל תמיד כלפי מטה.
  • מתיחות חבל: \(T\), בכיוון החבל.
  • כוחות נוספים: נורמל, חיכוך וכו’, אם יש.

שלב 2: פירוק הכוחות

אם החבל נמצא בזווית \(\theta\):

\(T_x = T \cdot \cos \theta\),    \(T_y = T \cdot \sin \theta\)

שלב 3: כתיבת משוואות שיווי משקל

לפי \(\sum F_x = 0\) ו-\(\sum F_y = 0\), לדוגמה עבור גוף תלוי על שני חבלים:

\(\sum F_x = T_1 \cos \theta_1 – T_2 \cos \theta_2 = 0\)
\(\sum F_y = T_1 \sin \theta_1 + T_2 \sin \theta_2 – W = 0\)

משוואות אלה מאפשרות לפתור את המתיחות \(T_1\) ו-\(T_2\).

דוגמה פשוטה

גוף במשקל \(W = 100 \, \text{N}\) תלוי על שני חבלים בזווית \(45^\circ\):

\(\sum F_y = T \sin 45^\circ + T \sin 45^\circ – 100 = 0\)
\(2 T \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 100 \implies T = 50 \sqrt{2} \approx 70.7 \, \text{N}\)

כל חבל מתוח בכוח 70.7 N.

טיפים חשובים

  • סמן תמיד כיוונים חיוביים (למשל: למעלה ולימין).
  • פרק את כל המתיחות לרכיבי x ו-y.
  • התחל תמיד ממשוואות שיווי המשקל: \(\sum F_x=0\), \(\sum F_y=0\).
  • אם יש יותר מחבל אחד – תצטרך לפתור מערכת משוואות.
  • בדוק שהתוצאה הגיונית – מתיחה לא יכולה להיות שלילית במצב סטטי.

לעמוד הבית