לוגו אתר Fresh          
 
 
  אפשרות תפריט  ראשי     אפשרות תפריט  צ'אט     אפשרות תפריט  מבזקים     אפשרות תפריט  צור קשר     חץ שמאלה "רק שני דברים הם אינסופיים: היקום והטמטום האנושי, ואני עדיין לא בטוח לגבי הראשון." -- אלברט איינשטיין ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ חץ ימינה  

לך אחורה   לובי הפורומים > השכלה כללית > מדע, טכנולוגיה וטבע
שמור לעצמך קישור לדף זה באתרי שמירת קישורים חברתיים
תגובה
 
כלי אשכול חפש באשכול זה



  #1  
ישן 15-03-2007, 23:36
  sefica sefica אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 04.08.06
הודעות: 69
מדוע ה"מסה" משפיעה על תאוצתו ?

שלום לכולם,

כידוע....(מתוך ויקיפדיה)
ציטוט:
המסה היא גודל סקלרי ,ומתארת תכונה הגלומה בגוף.
המסה היא גודל בסיסי שממנו, יחד עם הזמן וההעתק, נגזרים שאר הגדלים במכניקה הניוטונית .

החוק ה 2 של ניוטון קובע שיש יחס ישר בין הכוח המופעל על גוף לבין תאוצתו. ליחס זה קרא ניוטון "מסה" ומצא שהוא גודל סגולי לגוף ואינווריאנט. כלומר, כאשר אנו מפעילים כוח על גוף כלשהו, הוא מגדיל את מהירות תנועתו (או משנה את כיוונה). הקצב שבו נע הגוף הוא המהירות שלו (אם המהירות היא 0, הגוף אינו נע) אך לא נדרש שום כוח לשמירה על מהירות קבועה, אלא רק לשינוי המהירות. הקצב שבו משתנית המהירות של גוף הוא התאוצה שלו (אם התאוצה היא 0, הגוף נע במהירות קבועה בקו ישר). כאשר נגדיל את הכוח, התאוצה תגדל גם היא. החוק השני של ניוטון קובע שיש יחס קבוע וטהור בין הכוח לתאוצה, כלומר: אם נמדוד את הכוח ביחידת מידה כלשהי שמודדת כוח, ונחלק את המספר הזה ביחידת מידה כלשהי שמודדת את התאוצה, נקבל תמיד את אותו מספר עבור אותו גוף. מספר זה נקרא המסה האינרציאלית של הגוף, וזוהי אחת מתגליותיו הגדולות של ניוטון.
במילים אחרות, המסה האינרציאלית היא תכונה המתארת עד כמה הגוף מתנגד לשינוי התאוצה שלו. בניגוד למסה האינרציאלית, משקלו של גוף מתאר את מידת המשכותו לגוף אחר ולכן אין מהווה תכונה זו יחס טהור .


שאלתי היא : מדוע מסה משפיעה על תאוצה ? (מבחינה תאורטית)
מדוע גוף כבד יותר מתמיד יותר במצבו ויותר קשה להאיץ אותו ?

בגדול : האם יש הסבר בסיסי לחוק ה 2 של ניוטון חוץ מאשר דרך ניסויים ומדידות ?

דוגמא:נניח ועל משטח חסר חיכוך יציבו 2 גופים אחד בעל מסה של 500 ק"ג ואחד בעל זו של 5 ק"ג
ויפעילו על שניהם כוח זהה, מדוע לזה עם המסה הקטנה תאוצה גדולה יותר מלזו עם
הגדולה ?


תודה , ספי

נערך לאחרונה ע"י sefica בתאריך 15-03-2007 בשעה 23:48.
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #12  
ישן 21-03-2007, 13:20
צלמית המשתמש של Kill-Machine
  Kill-Machine Kill-Machine אינו מחובר  
מנהל פורום חומרה
 
חבר מתאריך: 27.05.02
הודעות: 22,477
חוששני שאתה הוא שמתבלבל ולא עוקב אחרי חילופי הדברים.
בתגובה להודעה מספר 11 שנכתבה על ידי עשהאלר שמתחילה ב "נראה לי שהתבלבלת"

הוא נתן דוגמא לתיאוריות שמנסות להסביר תופעות בפיזיקה.

המסה היא לא ממש מוגדרת כיחס בין כוח לתאוצה, זו כבר תוצאה של ניסויים. ההגדרה היא שהמסה היא תכונה של כל חומר ביקום שבגללה גוף מתנגד לתנועה. כלומר, בגלל המסה אנחנו חייבים להפעיל כוח על גוף כדי להניע אותו. הקשרים שמצא ניוטון הם כבר תוצאות של ניסויים.

לגבי שאר הדברים שאמרת, אני לא מעוניין להעליב אבל בבקשה תשאיר את ההסברים לאנשים שמבינים יותר. שני המשפטים האחרונים שלך פשוט מוזרים לי מדי...
_____________________________________
תמונה שהועלתה על ידי גולש באתר ולכן אין אנו יכולים לדעת מה היא מכילה

The only certainty in life is that there are no certainties.

תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #23  
ישן 12-04-2007, 00:19
  ipoder ipoder אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 31.12.06
הודעות: 66
אי-הבנות קטנות...
בתגובה להודעה מספר 22 שנכתבה על ידי maxim k שמתחילה ב "אם אמרת משהו ובמקרה זה עזר לו..."

כתבת:
"אם אמרת משהו ובמקרה זה עזר לו להבין זה לא אומר שהסברת את זה"
למה במקרה? ההסבר שלי לא "במקרה" עזר לו להבין את התופעה, ההסבר שלי הוא פשוט המחשה ויזואלית של הנוסחה A=F/M . כלומר, התאוצה שגוף יקבל שווה לכוח שהופעל עליו חלקי המסה שלו.

ועוד הוספת:
"ואם הוא הבין לא נכון אז עשית רק נזק"
אם הוא הבין נכון או לא, בזה אני לא יכול לשלוט. הבנאדם יכול גם לקרוא מאמרים רשמיים ולא להבין אותם נכון.
אני נתתי את ההסבר שלי ואם הוא הבין אותו נכון, אני יכול להיות בטוח שנזק לא עשיתי בגלל שאין שום טעות במה שכתבתי.
אם הסברתי לו את התופעה או לא.... זה כבר עניין אחר. זו כבר שאלה של איך אתה מגדיר הסבר. אני מגדיר הסבר בצורה הבאה: אם הצלחתי לגרום למישהו להבין משהו, אז נתתי לו הסבר. וזה לא משנה אם רק המחשתי לו את זה בצורה ויזואלית או אם רק הראיתי לו זוית ראיה חדשה.

מאיך שאני הבנתי את השאלה שלו בפתיחת האשכול, חברנו sefica רצה להבין מדוע הנוסחה F=MA מתקיימת. היה לו קשה לקבל את הנוסחה הזאת כמשוואה של אותיות והרגשתי שמה שהיה חסר לו זה המחשה לנוסחה, משהו שהוא יוכל לדמיין בראש. זה מה שיגרום לו להבין את התופעה יותר טוב.
ואם הוא הבין יותר טוב, זה אומר שהצלחתי להסביר לו את זה.
אני רק אתן דוגמא אחרונה כדי שתבינו אותי לגמרי:
כשהמורה לפיסיקה מציג לכולם עובדה מדעית כלשהי, חלק מבינים אותה ישר וחלק מתקשים לעכל אותה. אז המורה מסביר את זה לתלמידים שלא הבינו, על ידי המחשות ודוגמאות למיניהם שלבסוף גורמות לתלמידים להבין את העובדה הזאת.
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #25  
ישן 16-03-2007, 19:56
  Sam Weller Sam Weller אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 07.01.05
הודעות: 5,888
פיסיקה היא מדע אמפירי
בתגובה להודעה מספר 1 שנכתבה על ידי sefica שמתחילה ב "מדוע ה"מסה" משפיעה על תאוצתו ?"

החוק השני של ניוטון הוא חוק אמפירי - כלומר תוצאה של מדידות ותצפיות. בפיסיקה הניוטונית אפשר להגיד שהמסה מוגדרת כיחס בין הכח לתאוצה בכיוון הכח. ההכללה של החוק הניוטוני שתופשת גם בתורת היחסות הפרטית היא שהכח שווה לשינוי בתנע של הגוף. בתורת היחסות המסה, האנרגיה והתנע כולם משתנים התלויים זה בזה (בפיסיקה קלאסית המסה היא קבוע סקלרי).

אתה שואל בעצם, אם הבנתי נכון, למה החוק השני של ניוטון מתקיים. זו שאלה מתחום המטאפיסיקה ולא הפיסיקה. אפשר עקרונית לנסח את המכניקה הקלאסית במונחי אנרגיה ופעולה (לה גראנג'), והניסוח הזה הוא כללי יותר ותופש גם במכניקה קוונטית וגם באלקטרומגנטיות. כשמנסחים כך את התאוריה חוקי ניוטון נגזרים מעקרונות אחרים, אבל אותם עקרונות הם בסופו של דבר אמפיריים בעצמם וגם שם לא תמצא תשובה לשאלה שלך. בסך הכל הזזת את הבעיה למקום קצת אחר.
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #30  
ישן 06-04-2007, 13:55
  אלון נ. אלון נ. אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 06.04.07
הודעות: 6
נו באמת.
בתגובה להודעה מספר 1 שנכתבה על ידי sefica שמתחילה ב "מדוע ה"מסה" משפיעה על תאוצתו ?"

נו באמת. השאלה שלך היא אמנם שאלה לגיטימית, אך התגובות שהיא גררה...

התגובה האינטיליגנטית היחידה בכל האשכול הזה היא של Sam Weller, וגם בה יש אי דיוק קל. כאמור, לא, אין הסבר בסיסי לחוק השני של ניוטון. חוק זה, יחד עם הראשון והשלישי, מהווים את מערכת האקסיומות שעליה מבוססת המכניקה הניוטונית, וזה הגיוני לחלוטין-כל הוכחה צריכה להיות מבוססת על אקסויומות כאלו או אחרות, כשם שהגאומטריה האוקלידים מבוססת על אקסיומות כמו "בין כל שתי נקודות עובר קו ישר אחד, והוא המרחק הקצר ביותר בינהן".
ולגבי אי הדיוק בדבריו של Sam Weller-המסה לא מוגדרת כיחס בין הכוח לתאוצה, המסה היא גודל אופיני לכל גוף, והחוק השני של ניוטון קובע באופן אקסיומטי שהיא מהווה את היחס בין הכוח הפועל על הגוף לתאוצתו.
אגב, כל זה נכון רק כאשר מסת הגוף קבועה, שכן הנוסחא F=ma היא רק מקרא פרטי של הניסוח המקורי והמדויק יותר לחוק השני של ניוטון- F=dp/dt, אך לא ניכנס לזה.
כפי שהזכיר Sam Weller, את המכניקה הקלאסית ניתן לנסח בצורה שונה מהמכניקה הניוטונית, בניסוח אלטרנטיבי שנקרא "מכניקה אנליטית", שבו האקסיומה היא עקרון הפעולה המינימלית, שממנו ניתן אכן להוכיח את החוק השני של ניוטון, אך, כאמור, רק החלפת את האקסיומה, ולא ביטלת את הצורך בקיומה.
במעבר לתורת היחסות, יש לשנות מעט את ההגדרות, ולהפריד בין "מסת מנוחה" ו"מסת תנועה", ולהוסיף אקסיומות העוסקות במהירויות הקרובות למהירות האור, או, ביחסות הכללית, במסות גדולות במיוחד. עם זאת, תורת היחסות קרובה למדי למכניקה הניוטונית.
מכניקת הקוונטים, לעומת זאת, מבטלת לחלוטין את המכניקה הקלסית, ומחליפה את חוקי ניוטון, או את עקרון הפעולה המינימאלית, באקסיומה חדשה-משוואת שרדינגר.

ודבר נוסף, לגבי המשקל-משקל הוא כוח. משקלו של גוף הוא כוח המשיכה שמפעיל עליו הגוף [פלנטה, ירח, אסטרואיד וכו'] עליו הוא נמצא. מאחר ומשקלו של גוף שווה למסתו כפול שדה הכבידה בו הוא נמצא, ושדה הכבידה [שהוא גודל הנמדד ביחידות של תאוצה, ולכן נקרא גם תאוצת הכבידה. באופן מעשי, הוא מתאר את התאוצה בה יאיץ כל גוף הנמצא בו] קבוע על כל פניו של גוף זה או אחר [בכדור הארץ שדה הכבידה הוא בקירוב 9.8 מטר לשניה בריבוע], ניתן להשתמש בו כמדד למסה-גוף שמשקלו, על פני כדור הארץ, הוא 9.8 ניוטון, הרי שמסתו היא קילוגרם אחד.
המאזניים שאנו משתמשים בהם כדי למדוד את משקלנו אכן מודדים אותו-ולא את מסתנו. היחידות שבהן משתמשים המאזניים הם לא ק"ג, שהוא יחידת מסה, אלא קילוגרם כוח [קג"כ], המוגדרת כך- 1 קג"כ הוא כוח הכובד המופעל על גוף שמסתו 1 ק"ג על ידי כדור הארץ, בגובה פני הים [אם כי ההבדלים בעצמת שדה הכבידה הם כה זניחים, שאפילו אם תעבור בבת אחת מים המלח לפיסגת האוורסט, כמעט ולא תרגיש בהבדל במשקלך].
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #31  
ישן 06-04-2007, 14:12
צלמית המשתמש של Kill-Machine
  Kill-Machine Kill-Machine אינו מחובר  
מנהל פורום חומרה
 
חבר מתאריך: 27.05.02
הודעות: 22,477
את המשפט על קו ישר שעובר בין שתי נקודות אפשר להוכיח.
בתגובה להודעה מספר 30 שנכתבה על ידי אלון נ. שמתחילה ב "נו באמת."

http://en.wikipedia.org/wiki/Calculus_of_variations

זו לא הוכחה כללית, זו הוכחה לשני מימדים אבל אני משער שאפשר להכליל את ההוכחה לתלת מימד. בכל מקרה, בקישור הנ"ל יש הוכחה שמבין כל הקווים שעוברים דרך שתי נקודות במישור, הקו הישר הוא הקצר ביותר. עוד משהו שחשבתי עליו הרגע הוא שההוכחה מצטמצמת לקווים שניתן לתאר בפונקציה, ישנם קוים שלא ניתן לתאר בצורת פונקציה של המשתנה הבלתי תלוי, y=f(x). אולי אפשר לתאר קווים כאלה בצורת פרמטר של מסילה, אבל זה לא משהו כללי וזה בטח לא טריוויאלי. בכל מקרה, זו רק מתמטיקה.
הדבר היחיד שמפריע לי זה שאני לא בטוח שאיפשהו בטכניקה שמשתמשים בה בקישור הנ"ל מניחים את אותה הטענה כהנחת יסוד, מה שלא מאפשר להוכיח את הטענה. כמו שבמילון אי אפשר להשתמש במילה שאתה מנסה להגדיר בהגדרה של אותה המילה.

אגב, זו מתמטיקה ממש יפה, כדאי לראות

לגבי שאר דבריך, מה שאמר Sam Weller הוא שבמכניקה ניוטונית אפשר להגדיר את המסה כיחס בין הכוח לבין התאוצה (כאשר המסה קבועה). מכיוון שאין ממש הגדרה אחת חד משמעית, כמובן שגם זו יכולה להיות הגדרה.
_____________________________________
תמונה שהועלתה על ידי גולש באתר ולכן אין אנו יכולים לדעת מה היא מכילה

The only certainty in life is that there are no certainties.


נערך לאחרונה ע"י Kill-Machine בתאריך 06-04-2007 בשעה 14:17.
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #35  
ישן 11-04-2007, 04:33
צלמית המשתמש של ShoobyD
  משתמש זכר ShoobyD ShoobyD אינו מחובר  
מנהל משבראש, בלשנות, תכנות ויהדות
 
חבר מתאריך: 04.06.06
הודעות: 33,036
שלח הודעה דרך MSN אל ShoobyD Facebook profile LinkedIn profile Follow me...
אם אני מבין נכון את השאלה שלך
בתגובה להודעה מספר 1 שנכתבה על ידי sefica שמתחילה ב "מדוע ה"מסה" משפיעה על תאוצתו ?"

אז זו באמת שאלה כבדת משקל (תרתי משמע...)
היא כלל לא פשוטה ודורות של פיסיקאים התחבטו בה

שאלת (למיטב הבנתי) למה יש קשר בין הכובד שיש לגוף לבין היכולת שלו להתנגד לתאוצה
התשובה שלי היא כזאת
בעיקרון יש שני סוגים של "מסות":
יש מסת כבידה (גרביטציונית), שהיא זו המופיעה בחוק הכבידה של ניוטון: תמונה שהועלתה על ידי גולש באתר ולכן אין אנו יכולים לדעת מה היא מכילה
ויש מסה אינרציאלית (מסת התמדה), המוגדרת כ-"יכולת ההתנגדות לשינוי במהירות" ומופיעה בחוק השני של ניוטון: תמונה שהועלתה על ידי גולש באתר ולכן אין אנו יכולים לדעת מה היא מכילה
אנו קוראים לשניהם בשם "מסה" ומסמנים את שניהם באות הלטינית m
אז למה באמת הם זהים?

גלילאו גליליי קבע חוק שנקרא כיום "עקרון השקילות החלש" או פשוט "עקרון גלילאו"
בעקרון זה קבע גלילאו שכל הגופים, לא משנה מה תהיה מסתם, יפלו באותה תאוצה, במה שנקרא "נפילה חופשית",
בכך הוא ניפץ את התאוריה של אריסטו, אשר שלטה בכיפה עד אותו זמן, שלפיה מהירות נפילתם של גופי פרופורציונלית למסתם
גלילאו הגיע לחוק שלו על סמך ניסויים ותצפיות, הוא גלגל כדורים במשקלות שונות מעל כל מיני שיפועים וראה שהתאוצת הנפילה לא תלויה במסה
חוק זה של גלילאו קובע למעשה את השקילות בין המסה הכבידתית למסה האינרציאלית

אך עדיין, למרות שגלילאו קבע את החוק הנסיוני הזה
הוא לא הביא את התאוריה שתסביר את אותה הקביעה
וכאן נכנס לתמונה מר אלברט איינשטיין

לאחר שאיינשטיין הביא לעולם את תורת היחסות הפרטית, המדברת על עצמים הנעים במהירויות עצומות (קרובות למהירות האור) אך קבועות,
הוא התיישב וניסה לחשוב איך להרחיב את הכל גם למהירויות משתנות, כלומר לתאוצה
הוא אימץ את מוחו בכל מיני ניסויים מחשבתיים (דבר שהוא היה מומחה בו) על מעליות עולות ויורדות
והגיע למסקנה שלימים תכונה בשם "עקרון השקילות החזק" או "עקרון השקילות של איינשטיין"
עקרון זה טוען שלמעשה כבידה ותאוצה הם היינו הך, ואין כל אפשרות להבחין ביניהם!
כלומר שלאדם הנמצא בתא סגור ומרגיש כי הוא "נמשך" לרצפה ע"י איזה כוח מסתורי אין אפשרות לדעת אם התא מאיץ כלפי מעלה או שהוא נמצא בשדה כבידה
כל חוקי הטבע יתקיימו באותה צורה בשני המקרים

משקילות הכבידה והתאוצה נובעת ישירות שקילות המסה הגרביטציונית והמסה האינרציאלית
כלומר מעקרון השקילות החזק נובע עקרון השקילות החלש
וכך שוב הפך איינשטיין את היוצרות...
זאת כיוון שלפי איינשטיין נפילה היא הדבר הטבעי ביותר שיש לגוף לעשות
כל-כך טבעי עד שמערכת נופלת שקולה למעשה למערכת אינרציאלית!
לעמוד על קרקע קשה פירושו להתנגד לנפילה ולכן מעשה זה שקול להאצה
כן כן, לפי איינשטיין, בשדה כבידה אנו מאיצים בעודנו עומדים במקום!
לכן אנו מרגישים את הכוח שמפעילה הקרקע על כפות רגלינו
הקרקע מבצעת את אותה הפעולה שעושה רצפת המעלית המאיצה מעלה
כבידה=תאוצה
בשל כך גם גופים נופלים אינם מרגישים שום כוח הפועל עליהם והם נמצאים במה שנקרא "אפס ג'י"
איינשטיין סיפר פעם שהרעיון הגיע למוחו לאחר ששמע בתקשורת את סיפורו של אדם שנפל מבניין וניצל בנס
אותו אדם סיפר שבעודו נופל לא הרגיש את כוח הכבידה פועל עליו
אך הגיוני שאיינשטיין סיפר זאת רק כמשל כדי להסביר את תורתו בצורה פשוטה

החוק הזה הוא הסיבה העיקרית לכך שאור מושפע מכבידה (ונימוק טוב יותר מאשר שקילות מסה-אנרגיה)
הנימוק עובד כך, לו היינו נמצאים במעלית המאיצה לכיוון מעלה ובידינו פנס כשאורו מופנה הצידה ומקרין על הדופן שממול
היינו רואים את האור מתעקל מעט לכיוון מטה והוא היה פוגע במקום נמוך מעט ממיקום הפנס
כאילו יש כוח המושך אותו כלפי מטה
אך לפי איינשטיין אין ביכולתנו אפשרות להבדיל בין מעלית מאיצה לבין כבידה!
ולכן גם בסמוך לשדה כבידה צריכה להיות אותה התעקלות של האור כלפי מטה!

עוד תוצאות ישירות של החוק,
שעון הנמצא על הקרקע יראה כנע לאט יותר משעון הנמצא על מגדל
אור הנובע ממקור אור הנמצא על הקרקע יראה מוסט לאדום לצופה במגדל
אור הנובע ממקור אור הנמצא במגדל יראה מוסט לכחול לצופה על הקרקע
(כמובן שתופעות אלו ממש ממש חלשות בשדה כבידה כשל כדוה"א)
כדי להבין את התופעות צריך שוב לחשוב על מעלית או חללית מאיצה כאשר מקור-אור/שעון מוצב באחד מקצוותיה

עקמומיות המרחב-זמן גם נובעת מאותו עקרון


כדי להראות עד כמה השאלה הזאת היא אכן רצינית אציין רק שנעשו המון ניסויים לבדיקת הדבר הזה ממש
כלומר לבדיקת עקרון השקילות החלש או השוואת מסת הכבידה למסת ההתמד
ראוי לציון בנושא זה הוא רולנד פון אטווש אשר חקר רבות שוויון זה
אטווש מדד את זווית הנטייה הנוצרת מסיבובו של כדוה"א של משקולות-אנך העשויות מחומרים שונים
עוד ניסוי בוצע בידי רוברט דיקי ואחרים
בניסוי המדהים שלהם הם בדקו את תאוצת הנפילה של גלילי אלומיניום וזהב כלפי השמש!
חיפוש קצר העלה לי עוד כל מיני ניסויים לבדיקת העקרון (הניסויים שתארתי מופיעים בשורות 6 ו-7):
http://en.wikipedia.org/wiki/Equiva...nc e_principle
בדיקת עקרון השקילות החזק היא הרבה יותר מסובכת
אחד הניסויים הוא שליחת קרני לייזר למחזירי אור מיוחדים שבאז אלדרין הציב על הירח ב-1969!


משהו לסיכום:
בתיכון היה לי מורה לפיסיקה שנהג כל הזמן לומר "m מלשון מצטמצם"
בגלל אותה נטייה שיש למסה להצטמצם במשוואות
אילו רק ידעתי אז כמה חוכמה טמונה באותו משפט קטן...


נ.ב. מצטער שלקח לי הרבה זמן להגיב
פשוט לקח לי הרבה זמן לחשוב על איך לארגן את הדברים ואיך לפשט אותם
וגם להיות בטוח שאני לא סתם כותב שטויות....
.
.

תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #47  
ישן 13-04-2007, 21:16
  sefica sefica אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 04.08.06
הודעות: 69
הבהרה
בתגובה להודעה מספר 1 שנכתבה על ידי sefica שמתחילה ב "מדוע ה"מסה" משפיעה על תאוצתו ?"

חברים יקרים,

חשבתי שהאשכול לא פעיל ולכן לא הגבתי לאחרונה,
כמה הבהרות בנוגע לשאלתי,

לא התייחסתי למשקל אלא למסה כשכתבתי
ציטוט:
מדוע גוף כבד יותר מתמיד יותר במצבו ויותר קשה להאיץ אותו ?

גוף כבד יותר = גוף בעל מסה גדולה יותר

שאלתי נודעת במסה אינרצילית (התמדית) כנגזר מהחוק ה2 של ניוטון ,
האם יש לכך הסבר תאורתי ולא אמפירי

התיחסותי לתשובות :

התשובה של Sam Weller :

ציטוט:
אתה שואל בעצם, אם הבנתי נכון, למה החוק השני של ניוטון מתקיים. זו שאלה מתחום המטאפיסיקה ולא הפיסיקה. אפשר עקרונית לנסח את המכניקה הקלאסית במונחי אנרגיה ופעולה (לה גראנג'), והניסוח הזה הוא כללי יותר ותופש גם במכניקה קוונטית וגם באלקטרומגנטיות. כשמנסחים כך את התאוריה חוקי ניוטון נגזרים מעקרונות אחרים, אבל אותם עקרונות הם בסופו של דבר אמפיריים בעצמם וגם שם לא תמצא תשובה לשאלה שלך. בסך הכל הזזת את הבעיה למקום קצת אחר.


מקווה שיש באמת הסבר ואתה טועה .

התשובה של maxim k :

ציטוט:
זה שאלה שלעולם לא תוכל למצוא לה תשובה.
זו פשוט דרכו של העולם, וכמו שאמר Sam Weller כל פעם שתנסה להסביר את זה באמצעות תכונה/חוק/תחום אחר אתה תגיע למבוי סתום כי תצטרך לתת הסבר מדוע מה שאתה מסתמך עליו נכון.


כנ"ל


התשובה של ipoder :

ציטוט:
תחשוב על החלקיקים שמרכיבים את הגוף. כל חלקיק רוצה לשמור על המהירות שלו.
בגוף כבד יש יותר חלקיקים שרוצים לשמור על המהירות שלהם ולכן יותר קשה להאיץ גוף כבד.
הכוח שאתה מפעיל על גוף מסויים מתחלק בצורה שווה פחות או יותר בין כל החלקיקים שמרכיבים את הגוף.
כשיש יותר חלקיקים, הכוח שמופעל על כל חלקיק הוא יותר קטן, והתאוצה של אותו חלקיק תיהיה קטנה, וכך גם התאוצה של שאר החלקיקים של הגוף.
ברור שלא לכל החלקיקים של אותו הגוף תיהיה את אותה תאוצה אבל הממוצע של התאוצות שלהם הוא מה שאנחנו נמדוד כתאוצה של הגוף.


הגיוני אך לא הוכח לפי תגובתו


מקווה שהבנתם אותי נכון , אם לא אשמח להגיב שוב
בתכלס אין תשובה נכון לעכשיו .

לילה טוב
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #48  
ישן 18-04-2007, 21:12
  guy-guttman guy-guttman אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 18.04.07
הודעות: 24
לשאלתך...
בתגובה להודעה מספר 1 שנכתבה על ידי sefica שמתחילה ב "מדוע ה"מסה" משפיעה על תאוצתו ?"

אנרגיה קיימת במספר צורות: חום חשמל גלים אלקטרו מגנטיים וכו'...
קשה לי להסביר מה היא אנרגיה. אנסה בכל זאת... "היכולת לבצע פעולה מסויימת" (נמדדת ב יחידות בשם ג'ול)

כאשר אתה אומר שקשה לבצע פעולה מסויימת כגון משיחת משאית במעלה גיבעה לעומת זריקת אבן חצץ למרחק של מספר מטרים. אתה בעצם מתכוון שפעולה אחת צורכת יותר אנרגיה מהשנייה.
ה"התנגדות לשינוי בתנועה" גודלה כגודל כמות האנרגיה שיש להשקיע על מנת להאיץ/להאיט את תנועת הגוף. הסיבה לכך היא שאנרגיה קינטית (אנרגיה בצורת תנועה) היא אנרגיה לכל דבר.
לדוגמא
תסכים איתי שכדי להאיץ מכונית למהירות של 10 קמ"ש צריך 6 ג'ול.
וכדי להאיץ שני מכוניות כאלו ל 10 קמ"ש נצטרך 12 ג'ול (6*2=12).
כדי להאיץ משאית ששוקלת כמו 2 מכוניות נצטרך גם כן 12 ג'ול כי זה בדיוק כמו 2 מכוניות.
יכולת ההתמדה / "התנגדות לתאוצה" היא פר כמות החומר.
כי צריך יותר אנרגיה להזיז יותר חומר.


מקווה שעזרתי....
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #49  
ישן 19-04-2007, 19:21
  ipoder ipoder אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 31.12.06
הודעות: 66
התשובה שלך זהה לתשובה שלי...
בתגובה להודעה מספר 48 שנכתבה על ידי guy-guttman שמתחילה ב "לשאלתך..."

התשובה שלי :
http://www.fresh.co.il/vBulletin/sh...100#post1926891

ההבדל בין התשובות שלנו הוא שאני משתמש במושג "כוח" ואתה במושג "אנרגיה".
שים לב שאנרגיה היא היכולת לבצע עבודה. ועבודה זה כוח * מרחק. כלומר, אנרגיה זה היכולת להפעיל כוח. לכן התשובות שלנו זהות במשמעות:
אני טענתי בתשובתי שהכוח שמופעל על גוף מתחלק בין החלקיקים שלו ואתה בתשובתך אמרת "צריך יותר אנרגיה להזיז יותר חומר".

בפתיחת האשכול נשאלות שתי שאלות ולא שאלה אחת:
שאלה 1: "מדוע מסה משפיעה על תאוצה ?"
שאלה 2: "מדוע גוף כבד יותר מתמיד יותר במצבו ויותר קשה להאיץ אותו ?"

לכאורה נראה שזאת שאלה אחת אבל אם מתעמקים בשאלות רואים שיש כאן שתי שאלות שונות.
השאלה הראשונה היא: למה בגלל שיש לגוף מסה צריך להפעיל עליו כוח כדי שהוא יהיה בתאוצה? למה הוא מתמיד במצבו? למה יש לו בכלל התנגדות לשינוי בתנועה שלו? בשאלה הזאת אין התייחסות לגודל הגוף.
לעומת זאת השאלה השנייה היא: מדוע גוף שיש לו יותר מסה, יותר מתמיד במצבו?

גם אני וגם אתה ענינו על השאלה השנייה, אך לא על הראשונה. בתשובה שלי אף ציינתי שאני עונה על השאלה "מדוע גוף כבד יותר מתמיד יותר במצבו ויותר קשה להאיץ אותו ?".

אז בקשר לשאלה הראשונה: התשובה היא כמובן... עיקרון הסיבתיות (דטרמניזם).
אנחנו חיים בעולם דטרמניסטי שבו לכל מה שקורה יש משהו שגרם לו לקרות. החומר נמצא במצב מסויים והוא לא ישנה את מצבו בלי שום סיבה, בלי שמשהו ישנה לו את המצב. הוא חייב שיופעל עליו כוח כדי שהמצב שלו ישתנה.
כלומר, גוף מתמיד במצבו כי אין שום דבר ששינה לו את המצב.(שאלה ראשונה)
גוף בעל מסה יותר גדולה, יותר יתמיד במצבו בגלל שהוא מורכב מיותר חלקיקים.(שאלה שניה)
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
  #50  
ישן 19-01-2021, 23:35
  amit5152 amit5152 אינו מחובר  
 
חבר מתאריך: 19.01.21
הודעות: 1
בתגובה להודעה מספר 1 שנכתבה על ידי sefica שמתחילה ב "מדוע ה"מסה" משפיעה על תאוצתו ?"

ניתקלתי בפוסט הזה לפני כמה שנים בהיותי בתיכון (אז בחרתי במגמת פיזיקה) ובתקופה ההיא שאלות מהסוג הזה העסיקו אותי הרבה.

הפוסט הזה נשמר אצלי במועדפים עד היום, וסוף סוף, לקראת סיום תואר בהנדסת חשמל, אני חושב שאני מסוגל לענות על השאלה ואף להרחיב עליה בשביל קוראים עתידיים.

אומנם באיחור של עשור, אבל עדיף מאוחר מאשר לעולם לא.

(*חלק מהפוסט נלקח מהודעה ישנה שלי בפורום אחר. בנוסף קחו בחשבון שאני בוגר תואר הנדסה, לא מדעים מדויקים, ולכן ייתכנו אי דיוקים).

כדי לענות על השאלה של פותח השרשור, צריך קודם כל לקחת צעד אחורה, ולענות על שאלה הרבה יותר בסיסית.

מה זו מסה?

קל יותר לענות מה זו לא מסה: "כמות חומר". זו אינה הגדרה שאפשר לעשות איתה ניסיים אמפריים בפיזיקה, עוד על זה בהמשך,אבל נתחיל עם הגדרות קלות יותר:

מה זה זמן?

מישהו קבע שמשך תהליך מחזורי מסוים, יקרא שנייה, ו"זמן" שעבר הוא אוסף של שניות, כלומר אותו אוסף של תהליכים מחזוריים שאנחנו מסוגלים לשחזר במדויק. שאלה פילוסופית:האם קיים זמן אבסולוטי ללא תלות בהגדרת יחידה בסיסית כלשהי כגון שנייה? כלומר, האם זמן הוא המצאה שלנו על ידי הגדרת אותו תהליך מחזורי, או שהוא קיים ללא תלות בניסיון שלנו לאפיין את המציאות הסובבת אותנו?

התשובה היא שזה לא משנה. פיזיקאים חייבים לעשות שימוש ביחידות כלשהן כדי לבצע ניסויים ומהם להסיק חוקים אמפיריים. ללא הגדרת "זמן" על ידי יחידה בסיסית כלשהי, לא ניתן לדוגמא להגדיר את המושג מהירות, כי מהירות חייבת להמדד ביחס למשהו.

מה זה מרחק?

מישהו לקח אובייקט מסוים וקבע שהוא "תופס" יחידה הנקראת "מטר" במימד הראשון, מרחק של "20" מטרים שקול ל 20 האובייקטים האלה מונחים ראש וזנב. (שאלה למתעניינים- איך חילקו את הסרגל הראשון?).

מה זה כולון?מספר גדול מאוד של אלקטרונים.

כל יחידה בסיסית מייצגת תופעה(תנודות של מטוטלת) או אובייקט פיזי (אלקטרון), והיחידות האלה מאפשרות לנו לתאר את המציאות. מטרת הניסויים האמפיריים, ברמה הבסיסית ביותר, היא מציאת קשרים בין היחידות הבסיסיות האלה.

מדידת התאוצה בנפילה חופשית, ניסוי שכל אחד יכול לבצע בביתו עם שעון וסרגל, היא ברמה הבסיסית ביותר מציאת קשר בין הזמן למרחב. פיזיקאים מבצעים ניסויים, ומנסחים לפיהם חוקים שמקשרים לנו בין היחידות השונות. מאיפה הגיעו החוקים האלה? ככה היקום עובד.

נחזור לשאלה המורכבת יותר, מה זו מסה?

מישהו קבע שאובייקט מסוים "ישקול" 1 "קילו", למעשה אותו אובייקט שמור עד היום בצרפת, הוא נקרא הקילו המקורי, או מסת הייחוס(reference mass),

כשילד קטן שואל אותי מה זה מרחק אני מביא לו סרגל, כשהוא שואל אותי מה זה "זמן" אני מראה לו מטוטלת,

מה לגבי מסה? נראה שאני צריך לטוס איתו לצרפת כדי להראות לו את אותו ה "קילו המקורי".


זה מדגים את הבעייתיות בהגדרה כזאת של מסה. איך מודדים כעת "מסה" של גוף אחר שהוא לא "הקילו" המקורי? אינטואיטיבית אולי לחשוב, שאם הקילו המקורי עשוי כולו מחומר X, אז חומר X בנפח פי 2 ישקול 2 "קילו". אבל מה לגבי חומרים אחרים? ברור שהגדרה שתהיה לנו שימושית לביצוע ניסויים תוכל לאפיין כל חומר, ולהשוות בין אובייקטים שעשויים מחומרים שונים.

כשהגדרנו מטר אנחנו הסכמנו על אובייקט, שנקרא סרגל, שיתפוס מטר בכיוון מסוים. כעת אפשר לייצר את אותו סרגל בכמויות עצמות ולהחליט שזו היחידה הסטנדרטית, באותו אופן אפשר "להפיץ" בעולם את השנייה- על ידי ייצור המוני של מטוטלות.

מה עם כולון? אומנם אנחנו לא יכולים לספור אלקטרונים, אבל ניסויים רבים ופיתוח של נוסחאות מתמטיות חזקות מאפשרות לנו למצוא את סך כל המטען במערכת(חוסר או עודף של אלקטרונים), לדוגמא בעזרת חוק גאוס.

למעשה ההגדרה שהצעתי למסה לא אומרת כלום ללא יכולת להשוות גופים שונים, וגם אם נוכל לבצע השוואה כזאת, מה היא בדיוק תיתן לנו?

הרבה לפני ניוטון וחבריו אנשים הכירו את הקונספט של משקל, הם ידעו שיש דברים שקשה להרים ודברים שקל להרים, ושהקושי להרים דברים לא בהכרח קשור לנפח של הגוף. מכאן הומצאו המאזניים, וההבנה לאופן פעולותם הייתה מאוד אינטואטיבית. ברור שאם נאזן שני עצמים נוכל "להשוות" ביניהם כאשר אנחנו מסכימים על כמה משקולות סטנדרטיות.

אז אנחנו יכולים להשוות גופים, ואנחנו יודעים גם שזו תכונה שימושית, זו תכונה שמייצגת לנו עד כמה "קשה" להרים אובייקטים.(שימו לב שהמשמעות של קילו נקבעה רק לאחר שהסכמנו על דרך מדידה). הבעיה כאן היא לוגיסטיקה, קושי רב למדוד גופים מאוד גדולים וצורך לייצור כמות עצומה של אותן משקולות סטנדרטיות(אנחנו רוצים למדוד בדיוק גבוה, מה שדורש מאיתנו משקולות יותר ויותר קטנות), אגב, הייתה תקופה ארוכה שהשתמשו בליטר מים כמשקולת סטנדרטית. זה פותר את הבעיה של ייצור רב של משקולות סטנדרטיות(כי מים יש בכל מקום, ואפשר לחלק כרצוננו) אבל זה מכניס פרמטר חדש- טמפרטורה, למים בטמפרטורות שונות תהיה צפיפות שונה מה שמוריד מאוד את רמת הדיוק. בנוסף ברור שמדע דורש הגדרות יותר מדויקות מהסבר כזה שרירותי המסתפק באמירה "קשה להרים בהשוואה למשקולת הסטנדרטית".

כאן נכנס ניוטון. ניוטון ביצע מספר תצפיות על אופן ההתנהגות של גופים ועל סמך תצפיות אלה ניסח חוקים אמפיריים.

בתצפיות אזכיר את המושג תאוצה, מותר לי לעשות את זה כי הוא מוגדר על ידי יחידות בסיסיות וניתן למדידה.

תצפית ראשונה:

קיימת מערכת ייחוס אינרציאלית. מה שזה בעצם אומר זה שקיימות מערכות מיוחדות בעולם האמיתי, בהן כאשר הגוף מבודד לחלוטין מכל גוף אחר, הוא לא יאיץ. שימו לב שיש כאן טענה מאוד חזקה ולא אינטואטיבית בכלל, נאמר כאן שאינטרקציה היא זו שגורמת לשינוי במהירות של גוף. גוף יכול לשמור על מהירותו בתנאים נכונים. זה החוק הראשון של ניוטון


תצפית שניה:

אם שני גופים מבודדים מגופים אחרים ונמצאים במערכת אינרציאלית, אז התאוצות שלהם יהיו בכיוונים בדיוק הפוכים, והיחס בין התאוצות שלהם יהיה קבוע. שוב, טענה מאוד חזקה.
קחו שני גופים רחוקים מכל גוף אחר ותצפו במיליארד התנגשויות שונות שהם מבצעים, בכל התנגשות תרשמו ביומן את התאוצה של כל אחד מהגופים במהלך ההתנגשות. מובטח לכם שבזמן כל אחת מההתנגשויות האלה(שימו לב שמדובר על זמן מאוד קצר) היחס בין התאוצות שלהם תמיד יהיה קבוע.לדוגמא, גוף אחד תמיד יאיץ פי 3 יותר מגוף אחר בכיוון ההפוך.זה החוק השלישי של ניוטון.

כעת נוכל להשתמש בחוק השלישי כדי להגדיר מסה אינרציאלית. ניקח שני גופים, ניתן להם להתנגש פעם אחת במערכת אינרציאלית(מרחב עצום שרק שני הגופים האלה נמצאים בו), מהתצפית השנייה, והראשונה, אנחנו יודעים שהיחס בין התאוצות במהלך ההתנגשות יהיה קבוע, נסמן אותו כך:
C0=a0/a1

a0- תאוצה של הגוף הראשון במהלך ההתנגשות, באופן דומה a1, ו- C01 זה היחס הקבוע בין התאוצות שממדנו בתצפית השניה. כעת ניתן לקבוע באופן שרירותי שלגוף 0 תהיה מסה m0, ביחידה של 1 אם אנחנו רוצים שזו תהיה היחידה הסטנדרטית.ומגדירים מסה 1 להיות

m1=-c0*m0

גוף 1 יכול להיות כל גוף שאפשר לחשוב עליו, לכן הגדרנו בצורה מדויקת מהי מסה אינרציאלית .

כעת יש לנו מסה אינרציאלית כמושג מוגדר היטב, נוכל להשתמש בו כדי להגדיר כוח. בהינתן גוף O במערכת אינרציאלית שמופעלת עליו אינטרקציה כלשהי שנסמן ב "I" (ילד דוחף כדור/גומיה מתוחה), נרצה להגדיר את I כ"כוח". נוכל להגדיר שהכוח המופעל על O כתוצאה מאינטרקציה I הוא המכפלה של המסה האינרציאלית והתאוצה של הגוף. Fi=ma,

למה זה הוגדר כמכפלה? כי כעת בהינתן התנגשות שני גופים כלשהם שמסתם ידועות, נדע שהיחס בין התאוצות הוא ההפך מיחס המסות.(

שימו לב, זה עדיין אינו החוק השני של ניוטון!

תצפית שלישית:

אם גוף I בעל מסה m נמצא במערכת אינרציאלית ופועלים עליו הכוחות F1+F2....Fn אז התאוצה של a בהשפעת הכוחות האלה תקיים את המשוואה:

F1+F2....Fn =ma

כאשר החיבור של הכוחות הוא חיבור וקטורי, והתאוצה היא בכיוון הוקטור השקול.

וזה החוק השני.

זו טענה חזקה. למה שכוחות יקיימו תכונות של וקטורים?לא יודע, ככה המציאות עובדת, אבל מרתק שזה המצב.

אז הגדרנו מסה אינרציאלית, ועל הדרך פיתחנו את חוקי ניוטון. מה הבעיה בהגדרה הזאת של מסה?

קודם כל נשים לב שהיא מייצגת את אותה תכונה שרירותית של המסה הרגילה והמוכרת לנו, ככל שהמסה האינרציאלית גדולה יותר היא תהיה יותר "כבדה" או "קשה להזזה", כי התנגשות שלה עם המסה הסטנדרטית תחזיר יחס תאוצות מאוד גדול, כלומר היא כמעט ולא תואץ. אבל איך כעת נמדוד מסה של גופים שונים?נצטרך לטוס לצרפת, לבקש מהם את הקילו הסטנדרטי, לבצע בין המסה שלנו לקילו הסטנדרטי התנגשות, למדוד את התאוצה של כל מסה במהלך ההתנגשות ויחס התאוצות יהיה הפוך ליחס המסות, הלוגיסטיקה יותר נוראית מההגדרה הקודמת של מסה עם המאזניים, מה עושים? כאן נכנס עיקרון השקילות של ניוטון.

ניוטון גילה, שהמסה האינרציאלית, הגודל שהגדרנו כעת, זהה לגודל המתאר את עוצמת כוח המשיכה הפועל על גוף על פי חוק הכבידה שהוא ניסח(לו הוא קרא מסת כבידה) . כלומר אותו גודל מתאר שתי תופעות פיזיקליות שונות. עובדה נהדרת זו חוסכת מאיתנו את הטיסה לצרפת, נוכל לשקול גוף בכל מקום! נחשב את כוח הכבידה שפועל על גוף שנמצא בכדור הארץ ונוכל לחלק בקבועים הידועים כדי לקבל את מסת הכבידה, שהתגלה כשווה בדיוק למסה האינרציאלית! העובדה שהמסה האינרציאלית שווה למסה הכבידתית מסבירה למה כל הגופים נופלים באותה תאוצה.


אם ככה, התשובה לשאלה שהוצגה בשרשור הזה ברורה. מסה הוגדרה כתכונה של גוף להתנגד לתואצה (אותו יחס הפוך בין תאוצות למסות שדובר עליו בחוק שלישי של ניוטון). היופי בהגדרה הזאת הוא בקשר שלה לכוח הכבידה.

עבור הפיתוח של חוקי ניוטון:

1893 The science of mechanics

http://www.math.harvard.edu/archive/..._2009/Mach.pdf

ממליץ לקרוא מעמוד 216 את הפרק על מסה והחוק השלישי.

נערך לאחרונה ע"י amit5152 בתאריך 19-01-2021 בשעה 23:52.
תגובה ללא ציטוט תגובה עם ציטוט חזרה לפורום
תגובה

כלי אשכול חפש באשכול זה
חפש באשכול זה:

חיפוש מתקדם
מצבי תצוגה דרג אשכול זה
דרג אשכול זה:

מזער את תיבת המידע אפשרויות משלוח הודעות
אתה לא יכול לפתוח אשכולות חדשים
אתה לא יכול להגיב לאשכולות
אתה לא יכול לצרף קבצים
אתה לא יכול לערוך את ההודעות שלך

קוד vB פעיל
קוד [IMG] פעיל
קוד HTML כבוי
מעבר לפורום



כל הזמנים המוצגים בדף זה הם לפי איזור זמן GMT +2. השעה כעת היא 19:40

הדף נוצר ב 0.38 שניות עם 12 שאילתות

הפורום מבוסס על vBulletin, גירסא 3.0.6
כל הזכויות לתוכנת הפורומים שמורות © 2021 - 2000 לחברת Jelsoft Enterprises.
כל הזכויות שמורות ל Fresh.co.il ©

צור קשר | תקנון האתר