1
00:00:01,004 --> 00:00:06,010
בשיעור זה נעסוק בחוק
התנועה הראשון של ניוטון.

2
00:00:06,010 --> 00:00:11,013
המשפט המוצג בפניכם הינו
תרגום החוק מלטינית לאנגלית/.

3
00:00:11,013 --> 00:00:16,018
החוק הוא: כל גוף במנוחה יתמיד במצבו:

4
00:00:16,018 --> 00:00:22,080
כגוף במנוחה או 
כגוף בתנועה אחידה באותו כיוון,

5
00:00:22,080 --> 00:00:28,026
כל עוד הוא לא יאולץ 
לשנות את מצבו בהשפעת כוח.

6
00:00:28,026 --> 00:00:33,013
חחזוא על כך:
כל גוף שהוא יתמיד במצבו

7
00:00:33,013 --> 00:00:38,093
כלומר ישאר במצב מנוחה
או במצב של מהירות קבועה,

8
00:00:38,093 --> 00:00:43,087
אלא באם הוא יאולץ לשנות את
מצבו ע"י כוח: אלא באם יופעל עליו כוח,

9
00:00:43,087 --> 00:00:46,093
בעיקר כוח שאינו מאוזן, 
כפי שנסביר מיד בהמשך.

10
00:00:46,093 --> 00:00:50,086
באם יש גוף במנוחה, במנוחה לחלוטין...

11
00:00:50,086 --> 00:00:58,039
נחפש דוגמה שכבר ראיתם, נניח שיש לנו סלע

12
00:00:58,039 --> 00:01:07,097
יש לנו סלע אי שם שנח על שדה עשב

13
00:01:07,097 --> 00:01:13,079
ככל שנצפה בסלע סביר להניח כי 
הוא לא יזוז, בהנחה כי כלום לא קורה לו.

14
00:01:13,079 --> 00:01:17,066
באם לא יופעל על הסלע שום כוח,
הרי הוא ישאר באותו מקום.

15
00:01:17,066 --> 00:01:23,079
החלק הראשון ממש ברור: 
כל גוף יתמיד במצב מנוחה,

16
00:01:23,079 --> 00:01:28,066
החלק השני יתקיים רק באם 
יופעל כוח כלשהו על הגוף,

17
00:01:28,066 --> 00:01:33,040
נסכם - הסלע ישאר במנוחה 
אלא אם כן יופעל עליו כוח.

18
00:01:33,040 --> 00:01:37,026
אלא אם כן מישהו ינסה לדחוף אותו,
לגלגל אותו או כל דבר אחר.

19
00:01:37,026 --> 00:01:41,079
החלק הפחות ברור לגבי 
החוק הוא החלק השני שלו.

20
00:01:41,079 --> 00:01:48,059
כל גוף במצב מנוחה או 
בתנועה אחידה, יתמיד במצבו

21
00:01:48,059 --> 00:01:52,066
אלא אם כן הוא יאולץ 
לשנות את מצבו בהשפעת כוח.

22
00:01:52,066 --> 00:01:57,020
זהו החוק הראשון של ניוטון.
נסטה מעט מהנושא,

23
00:01:57,020 --> 00:02:01,046
הדמות הזאת כאן בתמונה היא ניוטון.

24
00:02:01,046 --> 00:02:05,013
ובאם אנו עוסקים בחוק הראשון של ניוטון, 
למה הוספנו עוד דמות בתמונה השנייה?

25
00:02:05,013 --> 00:02:10,092
הסיבה היא כי החוק הראשון של ניוטון הוא 
ניסוח מחדש של חוק ההתמדה של הדמות הזאת

26
00:02:10,092 --> 00:02:19,024
ודמות זאת - היא אדם נוסף מגדולי 
החוקרים באנושות - ושמו גלילאו גליליי.

27
00:02:19,024 --> 00:02:23,033
הוא היה הראשון שניסח את חוק ההתמדה.

28
00:02:23,033 --> 00:02:27,017
ניוטון רק ניסח את החוק מעט
שונה וחבר אותו לחוק נוסף

29
00:02:27,017 --> 00:02:29,009
אבל הוא עשה עוד הרבה, הרבה דברים אחרים.

30
00:02:29,009 --> 00:02:32,066
בעצם את הקרדיט לחוק הראשון 
של ניוטון יש לתת לגלילאו

31
00:02:32,066 --> 00:02:34,093
ובגלל זה בחרנו להציג כאן את דמותו בגדול.

32
00:02:34,093 --> 00:02:36,073
נחזור כעת לנושא בו עצרנו קודם

33
00:02:36,073 --> 00:02:41,046
הבנו כי באם יש גוף במנוחה הוא 
ישאר בה אלא אם כן יופעל עליו כוח כלשהו.

34
00:02:41,046 --> 00:02:44,026
בחלק מההגדרות יהיה כתוב 
"אלא אם כן יופעל כוח לא מאוזן"

35
00:02:44,026 --> 00:02:49,040
הסיבה כי מציינים "לא מאוזן" היא כי 
יכולים להיות שני כוחות הפועלים על הגוף

36
00:02:49,040 --> 00:02:51,033
אבל הם יהיו בשיווי משקל - מאוזנים.

37
00:02:51,033 --> 00:02:55,033
לדוגמא: אנו יכולים לדחוף את 
הסלע מצד זה במידה מסוימת של כוח

38
00:02:55,033 --> 00:03:00,066
אבל באם נדחוף את הסלע גם מצד זה 
בדיוק באותה מידה של כוח הוא לא יזוז.

39
00:03:00,066 --> 00:03:05,086
הדרך היחידה שתגרום לו לזוז היא באם יהיה
מצד אחד כוח גדול יותר מאשר מהצד השני

40
00:03:05,086 --> 00:03:07,086
ואז יש כוח בלתי מאוזן.

41
00:03:07,086 --> 00:03:11,000
יתכן כי סלע היא דוגמא לא כל כך מוצלחת,

42
00:03:11,000 --> 00:03:13,013
בואו נבחר קרח שקל יותר להזיז אותו,

43
00:03:13,013 --> 00:03:14,053
אז נבחר קרח על קרח.

44
00:03:14,053 --> 00:03:19,053
לפנינו משטח קרח ומעליו מונח בלוק של קרח

45
00:03:19,053 --> 00:03:25,053
נחזור שוב על אותו רעיון מוכר: 
אין כאן כוחות פועלים ולפיכך הקרח לא יזוז

46
00:03:25,053 --> 00:03:31,073
אבל מה יקרה באם נדחוף את הקרח 
מצד זה בעוצמה מסויימת של כוח?

47
00:03:31,073 --> 00:03:35,000
ובאם נדחוף את הקרח באותה 
עוצמה של כוח גם מהצד הזה?

48
00:03:35,000 --> 00:03:37,040
הקרח עדין לא יזוז.

49
00:03:37,040 --> 00:03:40,000
כלומר זה כאן משמש ככוח מאזן.

50
00:03:40,000 --> 00:03:41,093
כוח מאזן.

51
00:03:41,093 --> 00:03:51,026
הדרך היחידה בה הקרח ישנה את מצבו, יצא 
ממצב המנוחה שלו, היא באם הכוח יהיה לא מאוזן.

52
00:03:51,026 --> 00:03:57,080
באם נוסיף מעט יותר כוח לצד זה של הקרח כדי 
שהוא יהיה גדול יותר מהכוח המפצה מהצד השני

53
00:03:57,080 --> 00:04:04,026
נראה כי בלוק הקרח יתחיל לזוז, 
הוא יתחיל להאיץ בכיוון הזה

54
00:04:04,026 --> 00:04:09,040
נראה כי עד כה זה ברור: גוף 
במנוחה ישאר במנוחה עד שיופעל עליו

55
00:04:09,040 --> 00:04:11,046
כוח בלתי מאוזן.

56
00:04:11,046 --> 00:04:17,012
מה שפחות ברור מאליו זה הרעיון 
העוסק בגוף הנע בתנועה אחידה האותו כיוון

57
00:04:17,012 --> 00:04:21,000
שזאת פשוט דרך אחרת לומר 
כי הגוף נע במהירות קבועה.

58
00:04:21,000 --> 00:04:22,060
מהירות קבועה.

59
00:04:22,060 --> 00:04:29,093
בעצם מה שהחוק אומר זה שגוף הנע 
במהירות קבועה ישאר במהירות זאת לנצח

60
00:04:29,093 --> 00:04:33,019
אלא אם כן יופעל עלי כוח בלתי מאוזן.

61
00:04:33,019 --> 00:04:37,060
חלק זה בוא הפחות ברור מאליו 
היות כל הידוע לנו מהניסיון האנושי

62
00:04:37,060 --> 00:04:43,026
הוא כי בסופו של דבר, אפילו 
באם נדון בבלוק הקרח, הוא יעצר.

63
00:04:43,026 --> 00:04:47,019
בלוק הקרח לא ינוע לנצח, 
אפילו באם משטח הקרח הוא אין סופי.

64
00:04:47,019 --> 00:04:56,066
הקרח יעצר בסופו של דבר. אפילו באם 
נזרוק כדור טניס גם הוא יעצר בסופו של דבר.

65
00:04:56,066 --> 00:05:05,000
בסופו של דבר הוא ישחק עד לעצירה. גם באם 
נזרוק כדור באולינג, או - בעצם כל דבר שהוא!

66
00:05:05,000 --> 00:05:09,086
מעולם לא ראינו, לפחות בהתנסות 
האנושית עד כה, כל דבר בסופו של דבר נעצר.

67
00:05:09,086 --> 00:05:14,033
בגלל זה זה כל כך לא ברור מאליו 
לומר: גוף בתנועה פשוט ימשיך לנוע לעד

68
00:05:14,033 --> 00:05:19,053
האינטואציה והניסיון שלנו אומרים 
כי באם אנו רוצים שגוף ינוע לעד

69
00:05:19,053 --> 00:05:24,013
חייבים להמשיך ולהשקיע עוד כוח, 
להשקיע בו עוד אנרגיה לשמור עליו בתנועה

70
00:05:24,013 --> 00:05:30,073
המכונית לא תנוע לעד אלא אם כן המנוע 
ימשיך לשרוף דלק כדי לנוע ולצרוך אנרגיה

71
00:05:30,073 --> 00:05:32,053
אז על מה בעצם מדברים כאן?

72
00:05:32,053 --> 00:05:36,093
בכל הדוגמאות שדנו בהם עד כה, 
ואנו חושבים כי ניתן לרכוש מהן

73
00:05:36,093 --> 00:05:41,046
תובנה די מבריקה, האומרת כי כל 
הגופים בהם דנו ימשיכו לנוע לנצח

74
00:05:41,046 --> 00:05:44,093
הכדור ינוע לנצח, בלוק הקרח ינוע לנצח

75
00:05:44,093 --> 00:05:50,019
מלבד במצב בו כוחות 
בלתי מאוזנים פועלים עליהם

76
00:05:50,019 --> 00:05:54,046
במקרה של הקרח, למרות שבין 
קרח על קרח כמעט ואין חיכוך

77
00:05:54,046 --> 00:05:57,026
יש בכל זאת חיכוך ולו גם זעיר ביניהם.

78
00:05:57,026 --> 00:06:00,053
ולכן במצב זה, נקבל כוח חיכוך העתיד

79
00:06:00,053 --> 00:06:03,080
לפעול כנגד כיוןן התנועה של הקרח.

80
00:06:03,080 --> 00:06:07,039
החיכוך בא למעשה מהרמה האטומית.

81
00:06:07,039 --> 00:06:12,086
נתייחס למולקולות המים 
המסודרת במבנה בקוביית הקרח

82
00:06:12,086 --> 00:06:20,080
נצייר כאן את מולקולות המים במבנה 
שלהם על גבי משטח מעשי של קרח עליו הגוף נע.

83
00:06:20,080 --> 00:06:23,033
הן בהחלט מתנגשות ומשתפשפות זו בזו.

84
00:06:23,033 --> 00:06:25,026
למרות ששתיהן חלקות, הן לא מושלמות

85
00:06:25,026 --> 00:06:28,039
הן מתנגשות ומשתפשפות זו בזו, ויוצרות מעט חום

86
00:06:28,039 --> 00:06:32,086
בסופו של דבר הן תפעלנה כנגד התנועה.

87
00:06:32,086 --> 00:06:36,053
כלומר כוח החיכוך יפעל כאן, וזה מה שיעצור

88
00:06:36,053 --> 00:06:38,060
למעשה לא רק כוח החיכוך, 
קיימת גם התנגדות האוויר

89
00:06:38,060 --> 00:06:42,066
בלוק הקרח יתנגש בכל 
מיני חלקיקים הקיימים באויר.

90
00:06:42,066 --> 00:06:47,033
בהתחלה זה לא יהיה מורגש, 
אבל זה בהחלט ימנע ממנו לנוע לנצח

91
00:06:47,033 --> 00:06:49,080
אותו דבר לגבי הכדור שיזרק לאוויר

92
00:06:49,080 --> 00:06:54,039
ברור כי בנקודה כל שהיא הוא יפגע בקרקע 
בגלל כוח המשיכה, שזה כוח אחד הפועל עליו

93
00:06:54,039 --> 00:06:59,033
אבל גם כאשר הוא פוגע בקרקע, הוא 
לא ימשיך להתגלגל לנצח שוב בגלל החיכוך.

94
00:06:59,033 --> 00:07:04,066
אתם הרי יודעים בעיקר באם יש כאן 
דשא, הדשא ימנע ממנו מלהמשיך לנוע.

95
00:07:04,066 --> 00:07:08,073
גם בזמן תנועתו באוויר הוא יאט, 
הוא לא ינוע במהירות קבועה

96
00:07:08,073 --> 00:07:14,036
בגלל שקיימים כל חלקיקי האוויר הללו שיתנגשו בו

97
00:07:14,036 --> 00:07:18,006
ויפעילו כוח שיאט את תנועתו.

98
00:07:18,006 --> 00:07:21,066
כלומר מה שהיה כל כך מבריק בתגליות 
שלהם הוא כי הם יכלו לדמיין מציאות

99
00:07:21,066 --> 00:07:28,033
בה אין כוח משיכה, בה אין 
השפעה של האויר המאיטה את הגופים

100
00:07:28,033 --> 00:07:34,000
הם הצליחו לדמיין שקיימת מציאות 
בה הגופים פשוט יתמידו בתנועתם לנצח.

101
00:07:34,000 --> 00:07:37,080
הסיבה בגללה גלילאו הצליח לחשוב על זה

102
00:07:37,080 --> 00:07:41,006
היא כי הוא חקר את מסלולי כוכבי הלכת.

103
00:07:41,006 --> 00:07:46,039
והוא בטח שיער, כי יתכן ושם אין כלל אויר

104
00:07:46,039 --> 00:07:50,033
ובגלל זה כוכבי הלכת יכולים פשוט 
להמשיך ולנוע סביב סביב במסלולם.

105
00:07:50,033 --> 00:07:55,066
ואנו אומרים בתנועתם ולא 
במהירותם, כי יש שינויי בכיוון התנועה.

106
00:07:55,066 --> 00:08:01,080
מהירותם אינה קטנה, בגלל 
שאין שום דבר בחלל שיאט אותה

107
00:08:01,080 --> 00:08:04,086
אנו מקווים כי גם לדעתכם 
כמו לדעתנו רעיון זה מרתק

108
00:08:04,086 --> 00:08:08,060
בגלל שמנוקדת מבט אחת זה מאד מאד 
פשוט אבל במבט כולל זה בכלל לא ברור מאליו

109
00:08:08,060 --> 00:08:12,000
בעיקר החלק של " ימשיך 
בתנועה אחידה באותו כיוון".

110
00:08:12,000 --> 00:08:16,073
ושוב כדי להבהיר את הנקודה, באם 
כוח המשיכה יעלם ולא יהיה אויר

111
00:08:16,073 --> 00:08:22,026
ואתם תזרקו כדור, הכדור למעשה
ימשיך לנוע באותו כיוון לנצח

112
00:08:22,026 --> 00:08:26,066
אלא אם יהיה כוח בלתי מאוזן 
אשר ישפיע עליו ויעצור אותו.

113
00:08:26,066 --> 00:08:32,025
דרך נוספת לחשוב על כך, 
וזוהי דוגמא מחיי היום יום.

114
00:08:32,025 --> 00:08:41,053
באם יש מטוס הנע במהירות קבועה לחלוטין

115
00:08:41,053 --> 00:08:43,046
ואין כלל כיסי אויר ותנודות במטוס

116
00:08:43,046 --> 00:08:50,079
ובאם אתם יושבים כאן במטוס, הנע במהירות קבועה

117
00:08:50,079 --> 00:08:52,066
זכרו, חלק לחלוטין, לללא כל תנודות

118
00:08:52,066 --> 00:08:57,079
למעשה מבלי להביט בחלון 
אין כל דרך לדעת האם המטוס נע.

119
00:08:57,079 --> 00:09:01,006
שוב, נניח כי אין כלל חלונות 
במטוס, והוא נע במהירות קבועה

120
00:09:01,006 --> 00:09:06,079
אין כלל תנודות, ואי אפשר לשמוע כלום

121
00:09:06,079 --> 00:09:08,053
אפילו לא ניתן לשמוע את המנועים

122
00:09:08,053 --> 00:09:11,039
אין כל דרך בה נחוש כי המטוס נע

123
00:09:11,039 --> 00:09:14,093
בגלל שממערכת היחוס שלנו, 
זה נראה בדיוק אותו דבר

124
00:09:14,093 --> 00:09:19,033
כאילו אנו במטוס הנח על הקרקע.

125
00:09:19,033 --> 00:09:23,073
וזאת דרך נוספת להראות כי זה בעצם
די ברור מאליו ששני המצבים דומים

126
00:09:23,073 --> 00:09:28,026
תנועה במהירות קבועה או מצב מנוחה.

127
00:09:28,026 --> 00:09:31,000
בעצם לא ניתן להבחין ביניהם.