כוחות במגע

• כיתה ח’
• כוחות וחוקי ניוטון
• 5 דקות קריאה

חיכוך, כוח נורמלי ומתיחות — אילו כוחות פועלים כששני גופים נוגעים זה בזה, ואיך מחשבים את הכוח השקול. עם תרגיל פתור.

התשובה בקצרה

כוחות במגע הם כוחות שפועלים רק כששני גופים נוגעים זה בזה. שלושת העיקריים:

1. כוח נורמלי — משטח דוחף גוף שמונח עליו, בניצב למשטח.
2. כוח חיכוך — מתנגד להחלקה של גוף על משטח.
3. כוח מתיחות — חבל או חוט מושכים גוף שקשור אליהם.

למי זה מיועד: כוחות במגע נלמדים בכיתה ח’, יחד עם כוחות שאינם במגע. כדאי להכיר קודם את חוק ההתמדה.

שלושת הכוחות במגע

כשספר מונח על שולחן, כדור הארץ מושך אותו למטה. למה הוא לא נופל דרך השולחן? כי השולחן דוחף אותו למעלה. הדחיפה הזו נקראת כוח נורמלי, ו”נורמלי” פירושו ניצב: הכוח תמיד פועל בזווית ישרה למשטח.

כשמנסים להזיז את הספר, מופיע כוח נוסף — כוח החיכוך. הוא נוצר בגלל שני המשטחים, שאף פעם אינם חלקים לגמרי, ותמיד פועל נגד כיוון ההחלקה. וכשקושרים את הספר לחוט ומושכים, החוט מפעיל עליו כוח מתיחות, לאורך החוט.

כוח שקול

על גוף פועלים בדרך כלל כמה כוחות בבת אחת. מה שקובע איך הוא ינוע הוא הכוח השקול — התוצאה של כל הכוחות יחד. כשכוחות פועלים בכיוונים הפוכים, מחסרים אותם, והגוף ינוע לכיוון החזק מביניהם.

תרגיל פתור

הנתונים: דנה דוחפת ארגז על הרצפה בכוח של 50 ניוטון. כוח החיכוך בין הארגז לרצפה הוא 30 ניוטון.
השאלה: מה הכוח השקול, ומה יקרה לארגז? ומה אם דנה תדחף ב־30 ניוטון בלבד?

1. החיכוך פועל נגד הדחיפה, ולכן מחסרים: ΣF = 50 − 30 = 20 יש כוח שקול קדימה, ולכן הארגז מאיץ — המהירות שלו גדלה.
2. אם הדחיפה שווה לחיכוך: ΣF = 30 − 30 = 0 אין כוח שקול. לפי חוק ההתמדה, אם הארגז כבר זז — הוא ימשיך במהירות קבועה.

התשובה: בדחיפה של 50 ניוטון הארגז מאיץ. בדחיפה של 30 ניוטון הוא נע במהירות קבועה. ΣF = 20 N , ΣF = 0

חיכוך — אויב ועוזר

החיכוך מאט דברים, ולכן נדמה שהוא רק מפריע. אבל בלעדיו לא הייתם יכולים ללכת. כשאתם צועדים, הרגל דוחפת את הרצפה אחורה, והחיכוך דוחף אתכם קדימה. על קרח, שבו החיכוך קטן מאוד, הרגל פשוט מחליקה.

גודל החיכוך תלוי בשני דברים: כמה המשטחים מחוספסים, וכמה חזק הם נלחצים זה לזה. לכן קשה יותר לגרור ארגז מלא מאשר ארגז ריק, ולכן לצמיגים יש חריצים — הם שומרים על אחיזה בכביש.

איפה רואים את זה בחיים

• לשבת על כיסא

  כוח המשיכה מושך אתכם למטה, והכיסא דוחף אתכם למעלה בכוח נורמלי שווה. לכן אתם לא זזים.

• בלימה באופניים

  הבלמים לוחצים על הגלגל, והחיכוך ביניהם מאט אותו. בגשם החיכוך קטן יותר, ולכן לוקח יותר זמן לעצור.

• משיכת חבל

  החבל מעביר את הכוח מקבוצה לקבוצה בכוח מתיחות. מי שמפעיל כוח גדול יותר על הקרקע — מנצח.

שאלות נפוצות

מה ההבדל בין כוח במגע לכוח מרחוק?

כוח במגע פועל רק כששני הגופים נוגעים זה בזה, כמו חיכוך. כוח מרחוק פועל גם בלי מגע, כמו כוח המשיכה או כוח של מגנט. גם התנגדות האוויר היא כוח במגע — הגוף נוגע באוויר.

למה קשה ללכת על קרח?

כי החיכוך בין הנעל לקרח קטן מאוד. כדי ללכת, הרגל צריכה לדחוף את הקרקע אחורה בלי להחליק. כשהחיכוך קטן, הרגל מחליקה במקום להתקדם.

מה זה כוח נורמלי?

הכוח שמשטח מפעיל על גוף שמונח עליו או נלחץ אליו, בניצב למשטח. כשספר מונח על שולחן, הכוח הנורמלי שווה לכוח המשיכה עליו ובכיוון הפוך, ולכן הספר נשאר במקום.

שרטוט כוחות עדיין מבלבל?

בקורס הפיזיקה לכיתה ח’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס כיתה ח’

או מתחילים בחינם: חוברת הפיזיקה לכיתה ח’, להורדה