מעל לראש: מחקר קפיצה מכונית מפנה את בעיית הפיזיקה הישנה: פרופסור מפיג את התפיסה ארוכת השנים שמכונית עוזבת את הכביש בפסגת הגבעה

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


קורסי מבוא רבים בפיזיקה מציגים לסטודנטים תרחיש תיאורטי עבור מטלה. אם מכונית נעה במהירות קבועה מעל גבעה בצורת קשת מעגלית אנכית, מהי המהירות המקסימלית שהיא יכולה להשיג מבלי לאבד קשר עם הכביש בפסגת הגבעה?

עם זאת, בעיה זו פגומה מטבעה, "מכיוון שאם המהירות של המכונית היא כזו שהיא תאבד את המגע בפסגה, אז היא תאבד את המגע הרבה לפני נקודה זו", לדברי קרל מונגן, פרופסור לפיזיקה בארה"ב. האקדמיה הימית.

ב המורה לפיזיקה, מאת AIP Publishing, מונגאן מדגים שלמרות הפניות רבות לספרי לימוד שקבעו אחרת, מכונית תעזוב את הקרקע בצד השלילי של פסגה.

"בדרך כלל מניחים בספרי הלימוד בפיזיקה שמכונית תאבד מגע בפסגה המדויקת של גבעה בעלת חתך עגול", אמר מונגאן. "אבל הכוח הרגיל על המכונית, למעשה, קטן יותר כאשר הכביש משופע מאשר כאשר הווקטור המשיק שלה אופקי.

"בנוסף, אם כף הרגל של אחד מנותקת מדוושת הגז, או אם אתה עושה הדגמה עם מכונית קופסת גפרורים על מסלול קמור, מהירות המכונית יורדת ככל שהיא מטפסת על הגבעה. שני הגורמים מרמזים שמכוניות לא יעזבו את הכביש ב- סמל מאוד."

המחקר מציג שלושה מקרים נפרדים כדי להמחיש את הניואנסים של עקרונות הפיזיקה השונים במשחק. הראשון בוחן חפץ נוקשה המחליק ללא חיכוך כמו דיסק הוקי על הקרח. השני מתמקד בחפץ חסר כוח שמתגלגל מבלי להחליק, כמו כדור. השלישית מציגה מכונית המונעת על ידי הפעלת לחץ על דוושת התאוצה אך לא עד כדי כך שהצמיגים מחליקים בנקודות המגע שלהם עם הכביש.

על ידי המחשת הדינמיקה בכל אחד מהמקרים, מונגאן מציג בסופו של דבר טיעון משכנע, המבטל את התפיסה ארוכת השנים שמכונית יכולה לעזוב את הכביש בראש גבעה חלקה.

אז איך מכונית מבצעת קפיצה? ישנם מספר אתרים שנותנים טיפים על קפיצה על גבעות רכב, אך רובם כוללים אזהרות חזקות.

"עבור נהיגה אמיתית במכוניות ראלי, סביר להניח שקפיצה תתרחש ממש מעבר לפסגת הגבעה", אמר מונגאן.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי המכון האמריקאי לפיזיקה. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-11-24 22:40:04

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר