פיזיקה במעלית

כוח המשקל שלנו (P = מ"ג), המפנה תמיד כלפי מטה, פועל על משטח מגע כך שהוא יחול עלינו כוח נורמלי (FN) מאונך תמיד, מוחל בדרך כלל על רגלינו, ובמקרה זה, מצביע על לְמַעלָה. נורמלי ומשקל, מכיוון שהם פועלים על אותו גוף, אינם צמד פעולה ותגובה.

כאשר אנו נכנסים למעלית, על פי תנועתה אנו יכולים לחוש בתחושות שונות. כזכור שעל פי החוק הראשון של ניוטון, הגוף, על ידי אינרציה, נוטה לשמור על מצבו, בין אם הוא נמצא במנוחה ובין אם ב- MRU. ועל פי העיקרון הבסיסי של הדינמיקה, ניתן לחשב את הכוח הנקי (FR) על ידי FR = m.a, כאשר m הוא מסת הגוף ו a הוא התאוצה שפותחה על ידו.
ישנם חמישה מקרים אפשריים:
- מעלית נעצרה או למעלה ולמטה במהירות קבועה (MRU):
במקרים אלה, הכוח הרגיל המופעל על כפות הרגליים שווה לכוח המשקל שלנו, שכן התאוצה היחידה שאנו חשים היא כוח המשיכה. הכוח שנוצר בין נורמלי למשקל הוא אפסי. FR = 0 -> FN = P
מעלית מתחילה בתנועת העלייה שלה:
כדי לעלות, המעלית עושה כוח כלפי מעלה, עם תאוצה חיובית כלפי מעלה. ככל שהתוצאה עולה, הכוח הרגיל גדול מכוח המשקל. FN> P -> FR = FN - P
מעלית המסיימת את תנועת העלייה שלה:
כדי לעצור, המעלית מאטה והופכת את התוצאה כלפי מטה וגורמת לה לבלום. P> FN -> FR = P - FN

מעלית המתחילה את תנועת הירידה:
מכיוון שהוא יורד בקצב מואץ, התוצאה שלו פונה כלפי מטה. P> FN -> FR = P - FN
מעלית המסיימת את תנועת הירידה:
כשהמעלית יורדת, הפעילו כוח כלפי מעלה לעצירה. FN> P -> FR = FN - P
מכיוון שכוח P שלנו תמיד קבוע, קנה מידה שמונח על רצפת המעלית יציין את ערך הכוח FN המופעל בכל מקרה. כדוגמא, אדם בעל מסה = 60 ק"ג, במעלית שעולה ויורדת בתאוצה של 3 מ"ש, יש לו כוח P = 600 N (בהתחשב ב- g = 10 m / s²) והסולם יציין את ה- FN שלו בין 420 N ל 780 N. בכך נוכל להפריך את הרעיון הכוזב לפיו הסולם מודד את כוח המשקל שלנו, הוא מודד את הכוח הרגיל של התגובה למשקל, אשר, כפי שראינו, יכול להשתנות בהתאם למצב.
סקרנות היא שאם המעלית יורדת עם תאוצה השווה לכוח המשיכה (היא פשוט נופלת מתחת ל- כוח הכבידה), הכוח הרגיל שלו הוא אפסי (FN = 0), כך שהאדם היה צף בתוך מַעֲלִית. אותו אפקט משמש במטוסי נפילה חופשית להכשרת טייסים ואסטרונאוטים, המדמים חוסר משקל.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

מאת לוצ'יאנו קאלה
בוגר פיזיקה
צוות בית הספר בברזיל

ראה עוד: כוח

מֵכָנִיקָה - פיזיקה - בית ספר ברזיל

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

ALVES, לוצ'יאנו קאלה. "פיזיקה במעלית"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-no-elevador.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.