הבדלים בין גרסאות בדף "סטטיקה"

הוסרו 698 בתים ,  לפני 4 שנים
מחיקת בעיות בדינמיקה. הערך פשטני למדי.
(←‏דוגמאות לניתוח מערכות בסטטיקה: ריכוז תמונות באמצעות תב' תמונות מרובות, מחיקת משפט שלא קשור לסטטיקה, הגהה חלקית, עריכת נוסחאות)
(מחיקת בעיות בדינמיקה. הערך פשטני למדי.)
תגית: הוספת תבנית לשינויים בערך
[[תמונה:Beam in static equilibrium2.svg|מסגרת|בשיווי משקל - סך הכוחות והמומנטים הוא אפס]]
 
'''סטטיקה''' ( '''Statics''' ) הוא תחום[[דיסציפלינה|ענף]] ב[[פיזיקה]] העוסק בחקר ה[[כוח (פיזיקה)|כוחות]] ווה[[מומנט|מומנטים]] הפועלים על גופים ו[[מערכת פיזיקלית|ומערכותמערכות פיזיקליות]] הנמצאים במנוחה או ב[[שיווי משקל מכני]] במערכתיחסית שלהםלסביבתם המיידית (למשל, כגוןרוב בנייניםהבניינים הנמצאיםנמצאים במנוחה ביחס לכדור הארץ, למרותעל אף שכדור הארץ שהואעצמו נע בחלל במהירות גדולה מאוד יחסית לשמש ולכוכבים אחרים). בבסיס הענף עומדים [[חוקי התנועה של ניוטון]].
 
הענף מהווה בסיס לחישובי הכוחות הפועלים ב[[בנייה|בניינים]] ובהתאם לתוצאות המתקבלות מחשבים את גודל וחוזק רכיבי שלד הבניין. הסטטיקה יחד עם ה[[דינמיקה (מכניקה)|דינמיקה]] מהווים את שני הענפים העיקריים של ה[[מכניקה]]. יישומי הסטטיקה כוללים תחומים רבים כגון [[הנדסת מכונות]], [[הנדסת מבנים|הנדסת בניין]], [[הנדסה אוירונאוטית]], [[הנדסת חלל]], [[הידרוסטטיקה]] ועוד. הבסיס [[פיזיקה|פיזיקלי]] לענף הם [[חוקי התנועה של ניוטון]].
הסטטיקה היא אחד משני הענפים העיקריים של ה[[מכניקה]], יחד עם ה[[דינמיקה (מכניקה)|דינמיקה]]. יישומי הסטטיקה כוללים תחומים רבים כגון [[הנדסת מכונות]], [[הנדסת מבנים|הנדסת בניין]], [[הנדסה אוירונאוטית]], [[הנדסת חלל]], [[הידרוסטטיקה]] ועוד. למשל, בעזרת תוצאות הסטטיקה ניתן לחשב את הכוחות הפועלים ב[[בנייה|בניינים]], ובהתאם לתוצאות המתקבלות לקבוע את גודלם וחוזקם של רכיבי השלד הנדרשים.
 
== דוגמאות לניתוח מערכות בסטטיקה ==
=== גוף על מישור===
לפי [[החוק השני של ניוטון]] (F=ma), גוף המושפע מ[[כוח הכובד]] של כדור הארץ, לפי החוק השני של ניוטון <math>F=ma</math> אמור לנוע מטה בתאוצה g. עם זאת, אם הגוף יוצב על מישורמשטח מישורי, הוא ימצא במנוחה,. תופעה המוסברתזו מוסברת על ידי העובדה שהמשטח מפעיל על הגוף כוח (המכונה [[כוח נורמלי]] ומוסמן באות N}, שהמישורשווה בגודלו והפוך בכיוונו לכוח שהגוף מפעיל בתגובהעל המשטח (לפי [[החוק השלישי של ניוטון]], חוק הפעולה והתגובה). בגודלאם זהה ובכיוון הפוךכן, כך ששקולשקול הכוחות הפועלים על הגוף הוא אפס.
{{תמונות מרובות
| ישור = מרכז
}}
===גוף תלוי ===
[[תמונה:tmg.jpg|שמאל|ממוזער|250px|חפץ התלוי על חוט אינו נופל מכיוון שהחוט מפעיל כוח T השווה בגודלו ל־mg]]
 
[[תמונה:tmg.jpg|שמאל|ממוזער|250px|חפץגוף התלוי על חוט אינו נופל, מכיווןכיוון שהחוט מפעיל על הגוף כוח (קרוי מתיחות, ומסומן באות T), השווההנובע בגודלומאלסטיות שלmg]]המשטח או החוט.
<!-- לא סטטיקה אלא דינמיקה
מצב של גוף התלוי על חוט ואינו נופל מוסבר על ידי כוח שמופעל על הגוף הקרוי מתיחות T, הנובע מאלסטיות המשטח או החוט.
 
=== מסות קשורות על מישור ===
[[תמונה:Mmh.JPG|שמאל|ממוזער|250px|מכיוון שמסת החוט זניחה, המתיחות לאורכה שווה והיא מפעילה כוח שווה בגודלו על שני הגופים]]
אם יוזנח כוח החיכוך אינטואיטיבית, יש לבחון אותן כגוף אחד ושהתאוצה תהיה F/m+M.
ניתן להוכיח על פי החוק השני של ניוטון כי הכוחות האופקיים שפועלים על M הם T שמושך אחורה ו-F שמושך קדימה (האנכיים, כלומר כבידה ונורמלי מקזזים זה את זה). באופן דומה, הכוח היחיד שפועל על m הוא T, לכן
 
:<math>
\begin{array}{lcl}
\end{array}
</math>
 
נחבר את המשוואות ונקבל
:<math>F=a \cdot (M+m)</math>
 
ומכאן:
:<math>
\ a = \frac {F}{M+m}</math>
(התאוצה זהה לשני הגופים, בהנחה שאין חיכוך וכל עוד F גדול או שווה לאפס)
-->
 
==סטטיקה לסיבוב ומומנטים==
=== מכונת אטווד ===
{{להשלים}}
הוא מקרה מעניין של שני גופים בעלי [[מסה|מסות]] m<sub>1</sub> ו-m<sub>2</sub> כך ש m<sub>1</sub><m<sub>2</sub> קשורים בחוט משני צדי [[גלגלת]].
[[תמונה:Galg.JPG|שמאל|ממוזער|250px|מכיוון שהחוט חסר מסה, מניחים שהוא מפעיל כוח מתיחות זהה בשני הצדדים]]
הכוח הפועל על כל אחד מהם הוא כבידה והמתיחות T לכן
 
: <math>\ m_2 g - T = m_2 a</math>
: <math>\ T-m_1 g = m_1 a</math>
 
נחבר בין שתי המשוואות ונקבל (g(m<sub>2</sub>-m<sub>1</sub>)=a(m<sub>1</sub>+m<sub>2</sub> , כלומר:
 
: <math>\ a = g \frac{m_2-m_1}{m_1+m_2}</math>
 
הנוסחא המפושטת במקום m<sub>1</sub> נסמן m ובמקום m<sub>2</sub> נסמן km כאשר k הוא כמובן, היחס בין המאסות. נקבל:
 
: <math>\ a = g \frac{k-1}{k+1} </math>
 
כלומר ה[[תאוצה]] לא תלויה במסות אלא רק ביחס ביניהן.
 
== ראו גם ==