חיכוך סטטי
מפעיל - משטח לא חלק (מחוספס) כאשר הגוף אינו בתזוזה.
סימון - fs
גודל:
0 < fs < fsmax
חיכוך סטטי מקסימלי:
fsmax = Nμs
פרמטרים:
N = הכוח הנורמל [N]
μs = מקדם החיכוך הסטטי (מספר בין 0 ל-1 שגדל ככל שמשטח מחוספס יותר)
כיוון: נגד הכיוון שהגוף רוצה לנוע אליו.
ההסבר המלא של חיכוך סטטי בשיעור וידאו, עם דוגמאות פתורות צעד צעד
לצפייה בחינםנכנסים בקליק אחד עם גוגל, בלי כרטיס אשראיתיבה שמסתה m = 20kg מונחת על משטח אופקי מחוספס בעל מקדם חיכוך סטטי של μs = 0.25.
א. רשום את כל הכוחות הפועלים על הגוף.
ב. רשום את משוואות הכוחות הכוחות הפועלים על הגוף
N - mg = 0
N = mg
ג. חשב את כוח החיכוך הסטטי המקסימלי.
fsmax = Nμs
fsmax = mgμs = 20·10·0.25
fsmax = 50N
ד. מהו טווח הגודל של כוח החיכוך הסטטי
כלל: מטרת החיכוך היא לשמור את הגוף באותו המיקום, משום שהגוף מלכתחילה לא זז, כדי שהוא ימשיך במנוחה החיכוך רוצה לשמור על שקול כוחות שווה ל-0.
כעת נשתמש בדוגמה שעשינו, נציג כמה מקרים ובכל אחד מהם נקבע את כוח החיכוך גודל + כיוון.
| כוח החיכוך (גודל וכיוון) | מצב התחלתי | מקרה |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 | ||
| 5 | ||
| 6 |
מסקנה:
אם שקול הכוחות (לא כולל החיכוך) גדול מכוח החיכוך המקסימלי, כוח החיכוך יהיה שווה לכוח החיכוך המקסימלי.
אם שקול הכוחות (לא כולל החיכוך) קטן מכוח החיכוך המקסימלי, כוח החיכוך יהיה שווה לכוח השקול.
דוגמה 2 לחצו לפתיחה ‹
בתרשים מתואר גוף שמסתו m הנמצא על משטח אופקי מחוספס.
על הגוף פועלים שני כוחות: F₁ בכיוון אופקי ימינה ו- F₂ הפועל בזווית α מתחת לאופק שמאלה, הגוף נמצא בשיווי משקל. נתון: m = 3kg, F₁ = 20N, F₂ = 15N, α = 30°
א. שרטט תרשים של הכוחות הפועלים על הגוף.
ב. רשום את משוואות הכוחות הפועלים על הגוף.
N - F₂sin(α) - mg = 0
ΣFx = 0
F₁ - F₂cos(α) - fs = 0
ג. חשב את גודל כוח החיכוך.
F₁ - F₂cos(α) - fs = 0
fs = F₁ - F₂cos(α)
fs = 20 - 15·cos(30)
fs = 7N
הנח כי הכוח שמצאת בסעיף ג' הוא מקסימלי
ד. חשב את μs.
μs = ?
fsmax = Nμs
N = mg + F₂sin(α)
fsmax = μs(mg + F₂sin(α))
μs(mg + F₂sin(α)) = 7
μs·(3·10 + 15·sin(30)) = 7
37.5μs = 7/:37.5
μs = 0.186