המצנח במקור היווה חופה מחומר חזק (בעבר משי וקיום חומרים פלסטיים מתקדמים) הכולא בתוכו אוויר ובכך מגדיל את הגרר של החפץ הקשור אליו.


מצנח בצורת חופה, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

כיום קיימים גם מצנחים רבועים אשר מספקים גם כוח עילוי וגלישה ולא רק מגדילים את הגרר.


מצנח רבוע, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

מטרת המצנח היא להאט את תנועתו או מהלכו של חפץ בין אם הוא נופל באוויר או נע על הקרקע (לדוגמא מצנחים הבולמים  מטוסים נוחתים). בהסבר המובא אתייחס לגופים נופלים אך ההסבר תקף גם לבלימת מטוסים בשינויים קלים.


מצנח הבולם מטוס נוחת, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

על גוף נע פועלים כוחות שונים (ראה תמונה) :


הכוחות השונים הפועלים על גוף בתנועה, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

המצנח מגדיל את הגרר של החפץ הנע ומכיוון שכוח המשיכה קבוע הרי שמהירות הנפילה קטנה.

 גוף נופל הולך ומאיץ את מהירותו.
כאשר גוף נופל בסביבה שאינה וואקום נוצר חיכוך בינו לבין האוויר או הנוזל הסובב אותו. החיכוך גדל בריבוע בהשוואה למהירות (כלומר אם המהירות גדלה פי 2 החיכוך גדל פי 4).
עקב כך מגיע שלב בו מהירות הנפילה הופכת קבועה ואין יותר תאוצה (מהירות סופית).

בהינתן כוח משיכה נתון וצפיפות אוויר נתונה שטח הפנים של המצנח ישפיע בצורה ניכרת על  מהירות הצניחה.

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

6 תגובות

  • ירון

    צפיפות החומר - חופת המצנח

    שלום רב,
    ברצוני לשאול: האם יש קשר בין צפיפות החומר ממנו עשויה חופת המצנח למהירות הצניחה?
    מהו פשר הCd במשוואה המחשבת את כוח הגרר?
    תודה רבה!
    ירון

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    למילה צפיפות שתי משמעויות

    כמו שכתבתי - ככל שהחומר צפוף יותר (מבחינת משקל סגולי) אזי מהירות הנפילה גדולה יותר.
    אם אתה מתכוון לצפיפות - מבחינת צפיפות האריגה של המצנח - אז ככל שהוא אטום יותר, מהירות הצניחה תהייה איטית יותר (תחשוב על רשת לא צפופה - ברור כי לא תוכל לשמש כמצנח כלל - לא יהיה לה כוח גרר)
    על איזה משוואה מתכוון בדיוק? האם תוכל לכתוב אותה, או לינק לאתר בו היא נמצאת נוכל להבין יותר.

    בברכה,
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • ירון

    משוואה

    מצ"ב קישור:
    http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%92%D7%A8%D7%A8_%28%D7%9B%D7%95%D7%97%29
    אשמח אם תוכל להסביר בצורה פיסיקלית.
    תודה רבה,
    ירון

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    מקדם הגרר

    Cd שמופיע במשוואה הוא 'מקדם הגרר' - מספר חסר יחידות - שבעצם קובע כמה הצורה של משהו היא 'אווירודינמית' או לא.
    ככל שהמספר גבוה יותר הצורה היא לא אווירודינמית, כלומר - בתנועה באוויר - היא תיצור התנגדות, הפרעה ביחס לצורות יותר אוירודינמיות.
    למצנח - צריך צורה עם מקדם גרר גבוה - כדי להגדיל את ההתנגדות לאוויר - ולהגדיל את כוח הגרר.
    ראה כאן צורות שונות עם מקדם הגרר שלהם (באדיבות ויקיפדיה):


     

    מקדם הגרר - זה גודל שפשוט מודדים בפועל (בניסויים במנהרת רוח למשל) - לפי מדידת כוח הגרר.
    בויקיפדיה האנגלית יש ערך שלם על מקדם הגרר עצמו - אם אתה מעוניין בעוד מידע
     

    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • חן

    המצנח

    האם מסת המצנח משפיעה על החיכוך של המצנח עם האוויר? אם כן, האם היא מגבירה את החיכוך עם האוויר או מנמיכה את החיכוך עם האוויר? והאם יש לזה קשר עם גודל כיפת המצנח?

    תודה מראש...

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כן - בצורה עקיפה

    כן, המסה מגדילה את החיכוך - אבל בצורה עקיפה: אם המסה גדולה יותר - מהירות הנפילה תהייה גדולה יותר - ואז, כפי שכתוב בתשובה, החיכוך גדל יותר.
    ככל שכיפת המצנח גדולה יותר היא גם תשקול יותר, אחרי הכל גם למצנח עצמו יש משקל.

    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע