לגופים מסתובבים כמו גלגל (או מחליקה על קרח) יש נטייה להמשיך להסתובב, עד שכח חיצוני יעצור אותם. תנע זויתי מבטא את הנטייה הזו. התנע הזויתי מושפע ממסה, מהירות ורדיוס הסיבוב. בדומה לאנרגיה ולחומר, גם התנע הזויתי נשמר במערכת סגורה, ולמעשה יש כמות קבועה של תנע זויתי המאפשר תנועה מעגלית ביקום. כלומר אם נאמר שרדיוס הסיבוב ישתנה, גם המהירות תשתנה על מנת לפצות על כך ולשמר את גודל התנע הזויתי (כמו בדוגמת המחליקה על הקרח). הסרטון שלפנינו מסביר מהו תנע זויתי ועל חוק שימור התנע.

סרטון זה הופק במסגרת פרוייקט the tabletop explainer של דר' דיוויד קלרוסו
הסרטון תורגם בידי צוות אתר דוידסון אונליין
We would like to thank Dr. David Colarusso for his help.

לתנע הזויתי חלק חשוב בפעולות יומיומיות רבות דוגמת ייצוב הנסיעה על אופניים, התנדנדות בנדנדה ועוד. על מנת להרגיש תנע זויתי בבית שכבו על כסא משרדי מסתובב, ישרו את רגליכם ובקשו ממשהו שיסובב אתכם. כעת קרבו את הרגליים שלכם לכיוון הבטן (לאט ובזהירות שלא תפלו) וראו איך המהירות שלכם גדלה על מנת לפצות על התקצרות רדיוס הסיבוב. חוק שימור התנע הזויתי בהתגלמותו. חוק שימור התנע הינו נגזרת של חוקי ניוטון ולמעשה החוק השני מגדיר את המושג תנע, והשלישי שקול לחוק שימור התנע.

 

מאת: ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
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.

2 תגובות

  • מוריה

    מכאניקה

    היי, מה הקשר בין חוק שלישי של ניוטון לבין חוק שימור התנע הקווי

  • ירון גרוס

    חוקי ניוטון ותנע

    על מנת לענות על השאלה נתחיל דווקא מהחוק השני של ניוטון אותו רבים מכירים בניסוח: F=ma
    נשנה קצת את הניסוח. a=dv/dt (התאוצה היא הנגזרת של המהירות בזמן). לכן F=m*dv/dt. אבל התנע הוא p=mv לכן נציב הכל ונקבל
    F=dp/dt
    כלומר הכח שווה לשינוי התנע בזמן. זהו למעשה הניסוח המקורי בו השתמש ניוטון כדי לתאר את חוקו השני.

    עכשיו נעבור לחוק השלישי של ניוטון. על כל פעולה יש תגובה. כלומר כל פעם שגוף אחד מפעיל כח F על גוף אחר, מיד הגוף האחר מפעיל עליו בחזרה כח שגודלו זהה אך כיוונו הפוך כלומר F-.
    לכן אם נסתכל על מערכת סגורה ונשאל את עצמנו מהו הכח השקול שכל הגופים בה מפעילים האחד על השני נקבל כי שקול הכוחות הוא תמיד אפס, בגלל החוק השלישי.
    כעת לפי החוק השני נקבל כי 0=dp/dt, כלומר אין שינוי בתנע של כל המערכת!!! וזהו הקשר בין חוקי ניוטון לשימור תנע מכאני.

    חשוב לזכור, כל גוף במערכת יכול לשנות את התנע שלו, שכן על כל גוף יכול לפעול כח שאינו מתאפס, אולם הכח השקול מתאפס ולכן גם התנע השקול, כלומר סכום התנעים של כל הגופים במערכת, אינו משתנה.