חיכוך סטטי או קינטי גורם לנסיעה?

[chev corsica]

שלום לכולם

אני נמצא בדיון עם מר BMW האם בנסיעה רגילה החיכוך שפועל בין הצמיג לכביש הוא קינטי או סטטי?

 

BMW אומר קינטי והוא יכול להסביר את עצמו.

 

אני אומר סטטי כי הנקודה של הצמיג שנוגעת בכביש אין לה מהירות ביחס לכביש בכלל. אני אומר שיש חיכוך קינטי רק כשמפרפרים או גם שיש נעילת גלגלים נגיד.

זה דיון שהתחיל בעקבות השרשור של התאונה של הטנדר.

אני ממש סקרן לראות מי מאיתנו צודק.

 

(אני לא איש מקצוע)

[Borka]

סטטי, ואתה צודק, וזאת משום שבאמת אין תנועה (יחסית) בין שטח המגע לבין הצמיג.

אם היה חיכוך קינטי אז הגלגלים היו מסתבסבים.

 

ד"א זה גם חלק מהסיבה למה בנעילה מלאה מרחק העצירה גדול יותר מאשר על סף נעילה (מקדם חיכוך סטטי גבוה מקנטי לכל חומר ).

[High Octane]

החיכוך הוא סטטי, בכל רגע נתון חלק אחר של הגלגל נוגע בכביש

[sronis]

שניכם צודקים. החיכוך הוא סטטי בעיקרו אבל לאורך זמן הנסיעה יש גם החלקה מסוימת של הצמיג במצבים רבים ולא רק בעת נעילת גלגלים. למשל בכל פנייה הצמיגים מחליקים במידה מסוימת (מועטה) לצדדים.

[BMW]

החיכוך הוא סטטי, בכל רגע נתון חלק אחר של הגלגל נוגע בכביש

לפי מה שאתה מתאר, חיכוך קינטי לא קיים לעולם.

גם על קוביה נניח שנעה על משטח אופקי אפשר להגיד שבכל רגע נתון (מצב קפוא) אין תנועה יחסית בין המשטח לנקודת המגע.

אבל- הגדרתו (הגסה) של החיכוך הסטטי היא ההתנגדות לתנועה לפני שהיא מתרחשת.

שניהם פונקציה של כוח תגובה נורמלי ומקדם חיכוך.

 

קחו למשל פסנתר- הדחיפה הראשונה ע"מ להזיז אותו תדרוש הרבה יותר כוח.

מהרגע שהפסנתר מתחיל לנוע, הכח הנדרש להמשך תזוזה קטן משמעותית, זה משום שהחיכוך הקינטי שמתחיל לפעול קטן יותר.

תשליכו את זה על הרכב- היציאה מהמקום בזמן עמידה דורשת יותר כח ע"מ להניע את הגלגל שעומד על הכביש עם חיכוך סטטי (אחרת, אם לא היינו מרימים בלם יד ומשלבים ניוטרל, הרכב היה זז גם עם הרוח הקלה ביותר).

מרגע תנועת הרכב נדרש הרבה פחות כוח כי החיכוך הסטטי עובר לקינטי והוא כאמור קטן יותר.

 

עכשיו נעבור להגדרות: (ותודה לויקפדיה)

סטטיקה ( Statics ) הוא תחום בפיזיקה העוסק בחקר הכוחות ומומנטים הפועלים על גופים ומערכות פיזיקליות הנמצאים במנוחה או בשיווי משקל מכני.

 

דינמיקה היא ענף במכניקה קלאסית. הדינמיקה עוסקת בתנועת גופים, להבדיל מסטטיקה שעוסקת בגופים נייחים.

בדינמיקה נכללים שני ענפים:

• קינמטיקה-ענף העוסק בניתוח של תנועת גוף בזמן, תוך התעלמות מהגורמים לתנועה.
  
• קינטיקה-ענף העוסק בגורמים לתנועת גוף.

ולהגדרות החיכוך:

חיכוך סטטי - הוא כוח החיכוך בין שני גופים שאינם בתנועה זה יחסית לזה.

חיכוך קינטי - הוא כוח החיכוך בין גופים בתנועה.

 

הגלגל עצמו אגב זו תנועה מעגלית מועתקת, הוא אכן נע ביחס למישור.

בזמן תנועת הגלגל, אם נתייחס לשיקולים של דינמיקה אז ניתן ע"פ חוקי גלגול (עם החלקה או בלעדיה) להגיד שהתאוצה של נקודת המגע של הגלגל עם הקרקע היא אפס (ברגע המגע).. אבל כוח החיכוך הקינטי בזמן התנועה קיים (רמז: מומנט ומומנט אנרציה).

 

חיכוך סטטי- בין גופים עומדים במנוחה ובשיווי משקל! פסנתר על הרצפה, רכב חונה על הכביש, אדם עם רולר בליידס בעמידה וכו'

חיכוך קנטי- נמצא בתנועה בין שני גופים שיש להם תנועה יחסית. יכול להיות אדם שרכוב על אופניים כנגד מסועה שרץ הפוך או אפילו לא נע בכלל, כלומר- כל עוד יש תנועה יחסית בין הגופים גם אם אחד מהם לא זז, למשל כביש).

[Spirit3]

זה היה רק סטטי רק בתנאים אידיאלים שלא קיימים במציאות, לכן יש חיכוך דינמי.

תקנו אותי אם אני טועה

[COMMANDER]

BMW

 

"גם על קוביה נניח שנעה על משטח אופקי אפשר להגיד שבכל רגע נתון (מצב קפוא) אין תנועה יחסית בין המשטח לנקודת המגע."

 

אם הקוביה נעה - יש חיכוך דינמי. החיכוך הסטטי קיים עד לרגע שבו מתחילה התנועה.

ה-"מצב קפוא" שאתה מתאר מעוות את התמונה, מזכיר לי את פרדוקס אכילס והצב.

 

בניגוד לקוביה הנעה על מישור משופע, נקודת המגע של הגלגל עם הכביש נמצאת (בהפשטה וכאשר הגלגל אינו מחליק) במצב של חיכוך סטטי

[BMW]

BMW

בניגוד לקוביה הנעה על מישור משופע, נקודת המגע של הגלגל עם הכביש נמצאת (בהפשטה וכאשר הגלגל אינו מחליק) במצב של חיכוך סטטי

מה הקשר? קראת את ההודעה מעליך?

 

סטטי- מהמילה סטטיקה, שיווי משקל ללא תנועה.

קינטי- מלשון קינימטיקה, גופים בתנועה.

 

יש הבדל בין רכב עומד בכביש לבין רכב נוסע בכביש.

 

אל תיכנסו למצבים היפוטטים שאין להם קשר למציאות.

תנועת הגלגל היא לא תנועה טהורה, סטטיקה פשוט לא קיימת בזמן גלגול.

[COMMANDER]

BMW

קראתי היטב את מה שכתבת.

אם אתה ממש רוצה לדייק, מבחינה פיזיקלית המקרה של גלגל מכונה quasi-static rolling friction, כלומר זה אינו חיכוך סטטי קלאסי אלא "דמוי סטטי".

ובויכוח ביניכם התשובה היא כמו במערכון של הגשש "אתה צודק ... וגם אתה צודק".

[noam_m]

שאלה כללית: האם עברת קורס פיזיקה1?

[BMW]

אני עברתי פיזיקה 1+2 ובנוסף סטטיקה ודינמיקה של גופים.

[chev corsica]

אני עשיתי רק פיזיקה של תיכון וקראתי ספר שלקחתי מאחיין שלי לפני כמה שנים. הוא עשה תואר בתעשייה וניהול בטכניון.

 

מישהו יכול להסביר יותר מה זה חיכוך דמוי סטטי?

[COMMANDER]

http://www.av8n.com/physics/car-go.htm#htoc12

 

נסה את המאמר הזה.

[senda]

לפי מה שאתה מתאר, חיכוך קינטי לא קיים לעולם.

גם על קוביה נניח שנעה על משטח אופקי אפשר להגיד שבכל רגע נתון (מצב קפוא) אין תנועה יחסית בין המשטח לנקודת המגע.

אבל- הגדרתו (הגסה) של החיכוך הסטטי היא ההתנגדות לתנועה לפני שהיא מתרחשת.

שניהם פונקציה של כוח תגובה נורמלי ומקדם חיכוך.

 

 

 

החיכוך רוב הזמן הינו חיכוך סטטי, הטעות היא נורמלית ומובנת והיא מתרחשת בגלל העובדה שידוע כי הגלגל זז תוך כדי תנועה.

 

אז למה החיכוך הוא סטטי ולא דינמי?

 

נתת דוגמה של קוביה שהיא דוגמה מצויינת. אני אגדיל את הדוגמה לשני מצבים:

 

1. משהו דוחף את הקוביה והיא זזה קדימה - במצב זה החיכוך הינו דינמי כי אותו השטח של הקוביה נוגע כל פעם בשטח שונה של הכביש.

2. משהו דוחף את הקוביה והיא מתגלגלת, פאה אחר פאה. במצב זה החיכוך הוא סטטי כי הקוביה לא נגררת על השטח - בכל תזוזה חלק אחר מהקוביה נוגע בחלק אחר מהשטח. החיכוך הסטטי זה בעצם העובדה שהחלק שנוגע בפני השטח לא זז.

 

הצמיג מתנהג רוב הזמן כמו הקוביה השניה. כל פעם חלק אחר נוגע בפני השטח והחלק שנוגע נשאר יציב. כשהרכב בתת היגוי, היגוי ייתר או נעילת גלגלים - החיכוך הוא סטטי או סטטי + דינמי. גם בפניות חלק מהחיוך הינו דינמי. אבל באופן כללי, בנסיעה רגילה, החיכוך הוא סטטי ולא דינמי.

[BMW]

תנועת הגלגל היא לא תנועה חסרת החלקה אבסולוטית.

בתיאורייה של ניב זה מסתדר אחלה, במציאות זה לא ממש משול לסיפור הקוביה ה-2.

גם בגלגול קוביה על פאותיה, הניתוק של הפאה האחת כמו האחרת מתבצע תוך כדי חיכוך קנטי +סטטי (סטטי עד רגע ההתרמומות של הפאה).

 

אני אבדוק את זה יותר לעומק בהזדמנות קרובה ואעדכן מה אומרים יודעי דבר.