< Return to Video

Introduction to work and energy

  • 0:01 - 0:02
    ברוכים השבים.
  • 0:02 - 0:03
    בסירטון זה, אציג את המושגים
  • 0:03 - 0:05
    עבודה ואנרגיה.
  • 0:05 - 0:08
    אתם בוודאי משתמשים בשתי מילים האלו בחיי
  • 0:08 - 0:10
    היום-יום שלכם, כך שיש להניח שאתם יודעים
  • 0:10 - 0:12
    את פירושן,
  • 0:12 - 0:14
    אך לא בהקשר הפיזיקלי שלהן, למרות שיש
  • 0:14 - 0:15
    קשר כלשהו בין ההיבטים.
  • 0:15 - 0:18
    אתם יודעים מה זאת עבודה.
  • 0:18 - 0:20
    עבודה זה כשאתם עושים משהו.
  • 0:20 - 0:22
    אתה הולך לעבודה, עושה חיים.
  • 0:22 - 0:25
    כדי להגדיר עבודה בפיזיקה, אשתמש בהרבה
  • 0:25 - 0:28
    מילים, אך בעצם אלו הגדרות ב"מעגל
  • 0:28 - 0:29
    סגור".
  • 0:29 - 0:31
    כשנעסוק במתמטיקה שלהן, תתחילו
  • 0:31 - 0:34
    לקבל מושג אינטואיטיבי יותר של המהות
  • 0:34 - 0:35
    שלהן.
  • 0:35 - 0:39
    עבודה היא האנרגיה הנמסרת ע"י כוח.
  • 0:39 - 0:44
    נכתוב זאת, האנרגיה הנמסרת - לקחתי
    את ההגדרה
  • 0:44 - 0:47
    מה"ויקיפדיה", כי רציתי הגדרה טובה מבחינה
  • 0:47 - 0:50
    אינטואיטיבית.
  • 0:50 - 0:52
    האנרגיה הנמסרת ע"י כוח.
  • 0:52 - 0:54
    זה נשמע די הגיוני.
  • 0:54 - 0:57
    אבל אולי אתם תוהים: אני יודע מה זה כוח,
  • 0:57 - 0:58
    כוח זה מסה כפול תאוצה,
  • 0:58 - 1:00
    אבל מה זה אנרגיה?
  • 1:00 - 1:04
    אם נסתכל מהי אנרגיה ב"ויקיפדיה" נמצא
  • 1:04 - 1:05
    משהו מעניין.
  • 1:05 - 1:09
    אנו איכשהו קושרים עבודה עם מה
  • 1:09 - 1:13
    שאנו תופסים ככוח ותנועה,
  • 1:13 - 1:17
    וזה נשמע הגיוני שאלה מושגים קשורים.
  • 1:17 - 1:18
    המושגים האלה
  • 1:18 - 1:22
    אינם בלתי תלויים. הם קשורים
  • 1:22 - 1:23
    אחד עם השני.
  • 1:23 - 1:27
    ויקיפדיה מגדירה אנרגיה כיכולת לבצע עבודה.
  • 1:27 - 1:29
    כל מושג משתמש בשני לצורך הגדרתו.
  • 1:29 - 1:33
    היכולת לבצע עבודה.
  • 1:33 - 1:37
    זאת ההגדרה הטובה ביותר שהצלחתי למצוא.
  • 1:37 - 1:41
    בכל מקרה, ההגדרות במילים בלבד
    אינן מספקות
  • 1:41 - 1:41
    מספיק מידע.
  • 1:41 - 1:44
    על כן, נעבור עתה לנוסחאות, אשר
  • 1:44 - 1:46
    יספקו תחושה כמותית יותר למשמעות
  • 1:46 - 1:48
    של המילים הללו.
  • 1:48 - 1:55
    במכניקה העבודה מוגדרת
  • 1:55 - 1:59
    ככוח כפול מרחק.
  • 2:02 - 2:04
    נניח שי לנו גוף כלשהו - אצייר זאת
  • 2:04 - 2:06
    בצבע אחר
  • 2:06 - 2:08
    כדי לגוון.
  • 2:08 - 2:12
    ואני מפעיל כוח על הגוף,
  • 2:12 - 2:18
    כוח של 10 ניוטון.
  • 2:18 - 2:22
    אני מזיז את הגוף ע"י הפעלת
  • 2:22 - 2:24
    כוח של 10 ניוטון.
  • 2:24 - 2:28
    אני מזיז את הגוף, בואו נגיד שאני
  • 2:28 - 2:32
    מזיז אותו 7 מטר.
  • 2:32 - 2:36
    על כן, העבודה שביצעתי על הגוף הזה,
    או האנרגיה
  • 2:36 - 2:43
    שמסרתי לו, העבודה שווה לכוח,
  • 2:43 - 2:47
    שהוא 10 ניוטון, כפול המרחק,
  • 2:47 - 2:49
    כפול 7 מטר.
  • 2:49 - 2:54
    7 כפול 10 שווה 70 ניוטון מטר.
  • 2:54 - 3:00
    היחידה של עבודה היא ניוטון כפול מטר,
  • 3:00 - 3:04
    ומכנים אותה ג'אול.
  • 3:04 - 3:05
    בסירטון אחר אציג כל
  • 3:05 - 3:06
    מיני דברים
  • 3:06 - 3:07
    שג'אול עשה.
  • 3:07 - 3:09
    היחידה של עבודה היא ג'אול, וזאת גם
  • 3:09 - 3:11
    היחידה של אנרגיה.
  • 3:11 - 3:13
    ניתן להשתמש בה עבור שני המושגים.
  • 3:13 - 3:14
    נזכור שבהגדרות ב"ויקיפדיה"
  • 3:14 - 3:18
    העבודה היא האנרגיה הנמסרת על ידי כוח,
  • 3:18 - 3:20
    והאנרגיה היא היכולת לבצע עבודה.
  • 3:20 - 3:24
    נעזוב כרגע את ההגדרות האלו ב"מעגל סגור".
  • 3:24 - 3:27
    נשתמש בהגדרה הזאת, העוזרת לנו להבין
  • 3:27 - 3:31
    קצת יותר את סוגי העבודה
    שאנו יכולים לעשות.
  • 3:31 - 3:35
    איזה סוג של אנרגיה אנו מוסרים לגוף,
  • 3:35 - 3:37
    כשאנו עושים את העבודה הזאת?
  • 3:37 - 3:40
    בואו נראה כמה דוגמאות.
  • 3:43 - 3:44
    נניח שיש לנו גוף
  • 3:49 - 3:53
    גוף בעל מסה m.
  • 3:53 - 3:58
    גוף בעל מסה m הנמצא במנוחה. ואז אני
  • 3:58 - 4:00
    מפעיל כוח.
  • 4:00 - 4:09
    אני מפעיל כוח F למרחק מסוים,
  • 4:09 - 4:11
    אתם וודאי מנחשים איך אסמן את המרחק,
  • 4:11 - 4:13
    אסמן אותו באות d.
  • 4:13 - 4:18
    אני דוחף את הגוף הזה בכוח F
  • 4:18 - 4:19
    למרחק d.
  • 4:19 - 4:21
    אני רוצה למצוא מה העבודה
  • 4:21 - 4:23
    שאני עושה.
  • 4:23 - 4:28
    לפי ההגדרה, העבודה היא הכוח המופעל
  • 4:28 - 4:30
    כפול המרחק שהגוף עובר.
  • 4:30 - 4:32
    אני דוחף את הגוף.
  • 4:32 - 4:36
    מה תהיה כאן המהירות של הגוף?
  • 4:36 - 4:37
    בסדר?
  • 4:37 - 4:39
    היא תהיה בעלת גודל מסוים.
  • 4:39 - 4:42
    אני מניח שהמשטח הזה
  • 4:42 - 4:44
    נטול חיכוך.
  • 4:44 - 4:48
    הכוח אינו מניע את הגוף במהירות קבועה,
  • 4:48 - 4:50
    הכוח שווה למסה כפול התאוצה.
  • 4:50 - 4:52
    על כן, אני בעצם גורם לגוף להאיץ.
  • 4:52 - 4:55
    אפילו אם הוא היה במנוחה בהתחלה,
  • 4:55 - 4:58
    ברגע שנגיע לנקודה הזאת, תהיה
  • 4:58 - 5:00
    לגוף מהירות מסוימת.
  • 5:00 - 5:02
    אנו לא נדע את ערכה המספרי, כי אנו
  • 5:02 - 5:04
    משתמשים במשתנים, ולא במספרים.
  • 5:04 - 5:07
    בואו נסמן את המהירות כ- v.
  • 5:07 - 5:11
    אולי אתם זוכרים את נוסחאות הקינמטיקה.
  • 5:11 - 5:12
    אם לא, כדאי שתחזרו אליהן.
  • 5:12 - 5:14
    אם אף פעם לא ראיתם את הסירטונים
    בנושאי קינמטיקה
  • 5:14 - 5:17
    וזריקות, כדאי שתראו אותם.
  • 5:17 - 5:20
    מצאנו שכאשר גוף נע בתנועה מואצת
  • 5:20 - 5:23
    לאורך מרחק מסוים - תרשו לי להחליף צבעים
  • 5:23 - 5:28
    כדי לגוון - המהירות הסופית בריבוע
  • 5:28 - 5:32
    שווה למהירות ההתחלתית בריבוע, ועוד 2 כפול
  • 5:32 - 5:34
    התאוצה, כפול המרחק.
  • 5:34 - 5:36
    הוכחנו את זה שם, על כן לא אעשה זאת שוב.
  • 5:36 - 5:39
    מהי המהירות ההתחלתית במקרה הזה?
  • 5:39 - 5:41
    המהירות ההתחלתית שווה ל- 0.
  • 5:43 - 5:44
    נכון?
  • 5:44 - 5:50
    על כן, המשוואה היא: vf בריבוע שווה ל- 2 כפול
  • 5:50 - 5:55
    התאוצה כפול המרחק.
  • 5:55 - 5:58
    באיזה מונחים ניתן
  • 5:58 - 5:59
    לכתוב את התאוצה?
  • 5:59 - 6:01
    במונחי כוח ומסה, נכון?
  • 6:01 - 6:03
    מהי התאוצה?
  • 6:03 - 6:04
    הכוח F שווה ל- ma.
  • 6:07 - 6:12
    או, התאוצה שווה לכוח חלקי המסה.
  • 6:12 - 6:19
    אנו מקבלים ש- vf בריבוע שווה ל- 2 כפול הכוח,
  • 6:19 - 6:22
    חלקי המסה, כפול המרחק.
  • 6:22 - 6:24
    ניתן להוציא שורש בשני האגפים,
  • 6:24 - 6:27
    ולקבל את המהירות הסופית של הגוף בנקודה
  • 6:27 - 6:37
    הזאת, השווה לשורש הריבועי של 2 כפול הכוח,
  • 6:37 - 6:42
    כפול המרחק, חלקי המסה.
  • 6:42 - 6:44
    כך קיבלנו את המהירות הסופית.
  • 6:44 - 6:46
    יש פה משהו מעניין
  • 6:46 - 6:49
    במה שעשינו כרגע.
  • 6:49 - 6:52
    האם אתם רואים משהו הדומה לעבודה?
  • 6:52 - 6:53
    בוודאי.
  • 6:53 - 6:55
    יש לנו את הביטוי הזה כאן,
  • 6:55 - 6:56
    של כוח כפול מרחק.
  • 6:56 - 6:59
    כוח כפול מרחק כאן.
  • 6:59 - 7:01
    אפשר לכתוב משוואה אחרת.
  • 7:01 - 7:07
    אם אנו יודעים את הגודל של המהירות,
  • 7:07 - 7:10
    נוכל לחשב כמה עבודה דרושה כדי להביא
  • 7:10 - 7:13
    את הגוף למהירות הזאת.
  • 7:13 - 7:15
    אנו יכולים לכתוב עבודה במקום כוח כפול מרחק.
  • 7:15 - 7:16
    נכון?
  • 7:16 - 7:17
    כי עבודה שווה לכוח כפול מרחק.
  • 7:17 - 7:21
    בואו נטפל ישירות במשוואה הזאת, כדי שלא
    נצטרך להעלות
  • 7:21 - 7:22
    עוד פעם בריבוע.
  • 7:22 - 7:28
    יש לנו vf בריבוע שווה ל- 2 כפול
  • 7:28 - 7:29
    כוח כפול מרחק.
  • 7:29 - 7:31
    זאת עבודה.
  • 7:31 - 7:33
    ניקח את ההגדרה הזאת כאן.
  • 7:33 - 7:38
    2 כפול העבודה, חלקי המסה.
  • 7:38 - 7:41
    בואו נכפיל את שני האגפים של המשוואה, במסה.
  • 7:41 - 7:44
    מקבלים מסה כפול מהירות,
  • 7:44 - 7:46
    בואו נשתחרר מהסימן התחתי f, אין בו צורך
  • 7:46 - 7:49
    כי התחלנו ממצב של מנוחה.
  • 7:49 - 7:51
    אז נקרא למהירות רק v.
  • 7:51 - 7:56
    המסה m כפול המהירות בריבוע שווה ל- 2
    כפול העבודה.
  • 7:56 - 7:58
    נחלק את שני האגפים ב- 2.
  • 7:58 - 8:03
    אז, העבודה שווה למסה כפול המהירות בריבוע,
  • 8:03 - 8:06
    חלקי 2.
  • 8:06 - 8:08
    ברור שהיחידה פה היא ג'אול.
  • 8:08 - 8:10
    זה מעניין.
  • 8:10 - 8:17
    אם אנו יודעים את המהירות של גוף מסוים
    אנו יכולים
  • 8:17 - 8:20
    לחשב, בעזרת הנוסחה הזאת, שלא כל כך
  • 8:20 - 8:21
    קשה לפתח אותה,
  • 8:21 - 8:25
    אנו יכולים לחשב כמה עבודה בוצעה על הגוף,
  • 8:25 - 8:27
    כדי שיגיע למהירות הזאת.
  • 8:27 - 8:31
    הביטוי הזה הוא ההגדרה של האנרגיה הקינטית.
  • 8:31 - 8:32
    זאת האנרגיה הקינטית.
  • 8:32 - 8:36
    בהתאם להגדרה ב"ויקיפדיה", זאת האנרגיה
  • 8:36 - 8:41
    שיש לגוף עקב תנועתו, או העבודה הדרושה
    כדי להאיץ
  • 8:41 - 8:43
    גוף ממצב מנוחה, עד
  • 8:43 - 8:45
    למהירות הנוכחית.
  • 8:45 - 8:48
    הזמן הולך ואוזל, על כן אשאיר אותכם
  • 8:48 - 8:52
    עם הנוסחה הזאת, האומרת שהאנרגיה הקינטית
  • 8:52 - 8:54
    שווה למסה כפול המהירות בריבוע, חלקי
  • 8:54 - 8:56
    2, או חצי m כפול v בריבוע.
  • 8:56 - 8:57
    זאת נוסחה מוכרת.
  • 8:57 - 8:59
    אשאיר אותכם אתה, זאת אחת
  • 8:59 - 9:01
    מצורות האנרגיה.
  • 9:01 - 9:03
    אשאיר אותכם עם המושג הזה.
  • 9:03 - 9:04
    בסירטון הבא, אציג בפניכם
  • 9:04 - 9:06
    צורה אחרת של אנרגיה,
  • 9:06 - 9:08
    ואז נדבר על חוק
  • 9:08 - 9:09
    שימור האנרגיה.
  • 9:09 - 9:11
    דרכו, המושג אנרגיה הופך למועיל, כי
    ניתן לראות
  • 9:11 - 9:14
    איך צורה אחת של אנרגיה הופכת לצורה אחרת,
  • 9:14 - 9:15
    ולבדוק מה קורה לגוף.
  • 9:15 - 9:17
    נתראה.
Title:
Introduction to work and energy
Description:

Introduction to work and energy
more » « less
Video Language:
English
Duration:
09:18
רועי חרמוני edited Hebrew subtitles for Introduction to work and energy

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.