נתונה מערכת המורכבת משולחן אופקי שבמרכזו יש חור, ושני גופים A ו־ B (ראו תרשים). גוף B מונח על השולחן וגוף A הוא סלסלה התלויה מתחת לשולחן, באמצעות חבל העובר דרך החור ומחובר לגוף B. החיכוך בין החבל ובין שפת החור שבשולחן ניתן להזנחה.
המרחק בין גוף B לבין מרכז החור שבשולחן הוא ℓ . השולחן וגוף B , המונח עליו, מוצבים על משטח המסתובב בתדירות קבועה, f . מרכז השולחן הוא מרכז הסיבוב. גודל המרחק ℓ ותדירות הסיבוב של המערכת, f , נשארים קבועים בכל מהלך השאלה.
m_A = 0.1kg
m_B = 0.3kg
ℓ = 0.4m
החיכוך בין החבל ובין שפת החור זניח

במצב המתואר לא פועל כוח חיכוך בין גוף B לבין השולחן.
סעיף א. התייחסו למצב זה, וסרטטו את תרשים הכוחות הפועלים על כל אחד משני הגופים. ליד כל כוח רשמו את שמו.
חשבו את התדירות f .
במקרה אחר הוסיפו לסלסלה A משקולת שמסתה שווה למסת הסלסלה. המרחק ℓ והתדירות f לא השתנו. במצב זה פועל כוח חיכוך סטטי בין גוף B לבין השולחן.
סעיף ג. מהו גודלו ומהו כיוונו של כוח החיכוך הסטטי הפועל על גוף B ?
חשבו את מקדם החיכוך הסטטי μ_s המינימלי הקיים בין השולחן לגוף B , המאפשר תנועה זו.
בלי להוריד את המשקולת שהוסיפו לסלסלה, חיברו מעל גוף B גוף נוסף, C , שמסתו m_C . במצב זה שני הגופים, B ו־ C , מסתובבים כעת יחד בתנועה מעגלית שרדיוסה ℓ ותדירותה f .
סעיף ה. אילו מסת גוף C הייתה שווה למסת גוף B (m_B = m_C), הסבירו מדוע במצב זה לא היה פועל כוח חיכוך סטטי בין גוף B לבין השולחן.
אילו מסת גוף C הייתה גדולה ממסת גוף B (m_B < m_C), קבעו את כיוון כוח החיכוך הסטטי שהשולחן היה מפעיל על גוף B . נמקו את קביעתכם.
שאלות ותגובות על השאלה
🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה
שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.