1

תמליל

1 v(/s) מבחן כיתה י"א הגרף שלפניך מתאר את מהירותה של מעלית כפונקציה של הזמן כשהכיוון החיובי למעל המעלית התחילה את תנועתה בקומת הקרקע t(s) שרטט גרף של תאוצת המעלית כתלות בזמן. א. מתי השיגה המעלית את הגובה המכסימלי? ומה הגובה המכסימלי? מהו ההעתק הכולל שעברה המעלית בפרק הזמן המתואר בגרף? ג. מהי המהירות הממוצעת של המעלית במשך. שניות מתחילת תנועתה? מהי הדרך הכוללת שעברה המעלית בפרק הזמן המתואר בגרף? נער עומד על גבי משקל )מאזני קפיץ( בתוך המעלית ובפרק הזמן t s קריאת מאזני )מעלית מאיצה( קפיץ היא 7N )מכויל בניוטונים(. מצא את מסת הנער. ו. מה תהיה קריאת המשקל בפרקי הזמן השונים.? ז. - שניות. -. שניות..-3 שניות.3 3- שניות. -. שניות. ניקוד: א ב ג ד ה ז ו סה"כ

2 .על מתקן המתואר למטה תלמיד מבצע ניסוי. הוא מפעיל כוחות שונים על הקרונית M ומודד את תאוצת המערכת. נתון: 3kg המערכת מאיצה שמאל אין חיכוך בין המסות לבין המשטחים. F M א. (שרטט תרשים כוחות הפועלים על כל מס (רשום משוואת הכוחות על כל מסה 3 (הבע את תאוצת הקרונית כפונקציה של כוח שתלמיד מפעיל עליה ומסות של שני הגופים. במהלך הניסוי התקבלו תוצאות הבאות: F(N) a(/sec) ג. ו. שרטט גרף של תאוצה כפונקציה של הכוח המושך. הסבר את המשמעות הפיזיקאלית של נקודות חיתוך של הגרף עם הצירים. על פי הגרף שבנית וביטוי שקיבלת בסעיף א' מצא את מסת הקרונית. על פי הגרף שבנית וביטוי שקיבלת בסעיף א' חשב את זווית השיפוע של המדרון. לגרף שציירת בסעיף ב' הוסף גרף של תאוצת המערכת כאשר ילד מגדיל את מסת המשקולת. א א ו ה ד ג ב א 3 סה"כ

3 גוף מחיל להחליק על פני שולחן במהירות התחלתית של השולחן במהירות של השולחן מעל הקרקע הגוף ומגיע לקצה s s H מקדם החיכוך בין השולחן לגוף. k.6. גובה.3 א. ג. ו. חשב את תאוצת הגוף על פני השולחן. חשב את אורך השולחן. חשב את משך הזמן שלוקח לגוף להגיע מקצה השולחן עד הקרקע. מצא את מרחק הפגיעה של הגוף מקצה השולחן. חשב את מהירות הפגיעה של הגוף בקרקע. מרגע עזיבתו הגוף את השולחן מתחיל לפעול על הגוף הנופל רוח אופקית הגורמת לגוף לפוגע למרגלות השולחן. מצא את הכוח שהרוח מפעילה על הגוף אם ידוע שמסת הגוף שווה ל-.. kg ניקוד: א ב ג ד ה ו סה"כ

4 kg מישור משופע יוצר זווית בת 37 עם שולחן אופקי. גוף שמסתו גבי המישור המשופע בנקודה הנמצאת ברוחק L=. מהתחתית מונח על. L x )ראה תרשים(. מקנים לגוף מהירות התחלתית של s במורד המישור המשופע. עובר ללא הפרעה אל השולחן האופקי וממשיך להחליק עליו עד לעציר מקדם החיכוך בין הגוף לשולחן ובין הגוף והמישור המשופע הוא.. הגוף א. ג. עד איזה מרחק x מתחתית המישור המשופע יגיע הגוף. N K אם הקצה השמאלי של קפיץ בעל קבוע נמצא במרחק מתחתית המישור המשופע, מה תהיה התכווצותו המקסימלית של הקפיץ. במידה ונקנה לגוף מהירות של במעלה המישור המשופע, האם התכווצות הקפיץ s תהיה גדולה יותר, קטנה יותר, או לא תשתנ נמק. מהי עבודת כוח הנורמל במהלך תנועת הגוף. האם אנרגיה מכנית נשמרת במהלך תנועת הגוף על מישור המשופע? ניקוד: א ב ג ד ה סה"כ

5 גרף התאוצה כתלות בזמן: DD פתרון המבחן. א t 3s 3.. H x 3. 7 x 3.7 v t. s S 7. המעלית השיגה את הגובה המכסימלי בזמן הגובה המכסימלי שווה לשטח הטרפז: ג. העתק הכולל של הגוף : המהירות הממוצעת: הדרך הכוללת שעברה המעלית: N ו. מסת הילד: F y a N g a 7 ( g a) 6 kg a ז. בשלב השני אין תאוצה לכן הנורמל שווה למשקלו של הילד N g 6N N ( g a) 6 3N בשלב השלישי : N ( g a) בשלב הרבעי : N 6. g N N ( g a) 6 9 בשלב החמשי :

6 התאוצה במטר לשניה בריבוע. א. ( תרשים כוחות על כל מס F M Mg T T g F F X X ) משוואת הכוחות Ma F T Ma a T g Sin a 3( הקשר בין התאוצה לכוח: נחבר את המשוואות ונקבל: F g Sin ( M ) a g Sin a F M M א. הגרף המתאר את התאוצה כתלות בכוח: -..x y = התאוצה כנגד הכוח R² = הכוח בניוטון ג. כאשר התאוצה שווה ל- 7 נקודת החיתוך שווה ל- למערכת לנוע במהירות קבוע כאשר הכוח מתאפס תאוצת המערכת שלילת וערכה שווה ל- F g Sin הכוח הגורם g Sin a M. M M 7kg M g Sin 3 Sin. Sin נקודת החיתוך. 3 M 7 3 שיפוע הגרף שווה ל- ו. המסה גדלה לכן השיפוע קטן ונקודת החיתוך עם ציר ה- a תגדל בערכה המוחלט )תהיה שלילית יותר(. ראה גרף אדום

7 N g 3. א. הכוחות הפועלים על הגוף : )ראה ציור( F x a f k N g a a g a g.6 6 s F y נשתמש בנוסחת הקינמאטיקה vy v y a t 8 t t. 6 x x v t. a t L L 3 s ג. מהירותו ההתחלתית בכיוון y שווה ל- 7: נציב בנוסחה, ונקבל: v y y y v t. a t.8 t t. 6 x vx t v x 8 s v y a t.6 6 s v vx v y 8 6 s v y 6 tan v 8 x s ו. מרחק הפגיעה בקרקע: מהירותו של הגוף בכיוון x: מהירותו של הגוף בכיוון y: המהירות השקולה גודל: זווית הפגיעה בקרקע: זמן ההגעה לקרקע לא משתנ x x vx t. a t 8.6. a.6 a s F a N הכוח שהרוח מפעילה על הגוף:

8 . א. נמצא את עבודת הכוח במדרון המשופע. N g Cos F Y N f K N g Cos W f g Cos L נמצא את עבודת החיכוך במשטח האופקי. W f g x g x E P E K. Sin37 x 3.6 נבצע מאזן אנרגיה בין המצב ההתחלתי למצב בו נעצר הגוף. W f W f g L Sin. Cos37 v g Cos L gl.. x עבודת החיכוך במישור האופקי. שעור התכווצות הקפיץ שווה ל- y W f g ( y) נבצע מאזן אנרגיה בין המצב ההתחלתי למצב בו נעצר הגוף ע"י הקפיץ.

9 E P E g L Sin. Sin37 y K W f W v f E PK g Cos L g( y ) y 6.6 y.63. Cos37 k y.. ( y) y א. הגוף יחזור לנקודת מוצאו כאשר מהירותו כלפי מטה תהיה קטנה יותר )הגוף אבד אנרגיה לחיכוך( לכן התכווצות הקפיץ תהיה קטנה יותר. עבודת הנורמל שווה ל- הנורמל ניצב לדרך לכן המכפלה הסקלרית של הכוח בדרך שווה ל-.