פתרון בחינת הבגרות בפיזיקה מכניקה קיץ תש''פ,2020, שאלון 36361 : מוגש ע"י צוות המורים של "יואל גבע" הערות :.1 התשובות המוצגות כאן הן בגדר הצעה לפתרון השאלון..2 תיתכנה תשובות נוספות, שאינן מוזכרות כאן, לחלק מהשאלות. מכ יקה ה בח ים דרשו לע ות על שלוש מהשאלות 6 1 שאלה מספר :1 סעיף א' ת ועה תחת השפעת כח הכובד בלבד מוגדרת כ פילה חופשית. סעיף ב' - F כוח מנועים W כוח הכובד
סעיף ג' מצא את תאוצת הגשושית,a, על ידי שיפוע הגרף. מהחוק הש י של יוטון - F W ma F mg M ma 601.88N סעיף ד' 1 בעבור ת ועה שוות תאוצה y V0 t g M t 2 : זמן ה פילה החופשית הוא 2.45 ש יות. מהירות הגשושית לפ י שלב ה פילה החופשית שווה לאפס. לכן מהירותה התאפסה בגובה של 5.01 מעל פ י הירח. סעיף ה' את ההעתק בזמן הההאטה וכל למצוא על פי השטח שבין הגרף לציר האופקי : 10 20 100m H y x 105.01m x סעיף ו' מהירות הגשושית הולכת וקט ה בחלק הראשון של הת ועה )בהאטה קבועה(, ולכן בחלק זה שיפוע הגרף ) y(t הולך וקטן. בחלק הש י של הת ועה מהירות הגשושית הולכת וגדלה )בתאוצה קבועה(, ולכן שיפוע הגרף ) y(t בחלק זה הולך וגדל. מכאן, גרף 2 הוא ה כון.
שאלה מספר :2 סעיף א' סעיף ב' מהחוק הש י של יוטון בעבור : m 2 m 2a F x m 2 g sin f k 2 T m 2 a מהחוק הראשון של יוטון בעבור : m 2 0 F y N 2 m 2 g cos 0 מהחוק הש י של יוטון בעבור : m1 m1a F x T m1g sin f k1 m1a מהחוק הראשון של יוטון בעבור : m1 N1 m1g cos 0
' סעיף ג m 2 g sin k m 2 g cos T m 2 a m1g sin k m1g cos T m1a g sin (m 2 m1 ) g cos k (m1 m 2 ) (m1 m 2 )a k 0.2 ' סעיף ד : ולכן משוואות הכוחות יהיו, טי מתהפך במקרה זה כיוון כוח החיכוך הקי m 2 g sin k m 2 g cos T m 2 a m1g sin k m1g cos T m1a g sin (m 2 m1 ) g cos k (m1 m 2 ) (m1 m 2 )a a 5.2 m sec 2 :3 שאלה מספר ' סעיף א
סעיף ב' לפי החוק הראשון של יוטון בכיוון הא כי : F 0 N W 0 לפי החוק הראשון של יוטון בכיוון הרדיאלי : r F ma f s ma r סעיף ג' V2 s N m R V2 s mg m V 2 max s gr. R סעיף ד' m2 vmax s R m
סעיף ה' ) (1 שיפוע הגרף הוא m2 2 sec 8 8 2 sec ) (2 מהקשר שמצא ו בסעיף ג' : s g שווה לשיפוע הגרף V 2 max כפו קציה של. R 8 s g 8 s 10 s 0.8 סעיף ו' ממשוואות הת ועה המעגלית קבל s mg m 2 R 4 2 s g 2 R T 4 2 R s g T2 לכן, ככל שרדיוס המעגל קטן, זמן ההקפה קטן. לכן, היגד 2 הוא ה כון. שאלה מספר :4 סעיף א' הגודל הפיזיקלי שמבטא את השטח הכלוא בין גרף הכוח לציר הזמן הוא המתקף הכולל שהפעילה התיבה על החיישן. כיוו ו לכיוון ימין. 2.2N.S 90 10 3 40 3 20 10 J
סעיף ב' המתקף שווה לשי וי בת ע. מכיוון שהת ע ההתחלתי הוא לכיוון ימין והת ע הסופי של התיבה הוא לכיוון שמאל, אז גודל ווקטור המתקף גדול מגודל ווקטור הת ע של התיבה לפ י ההת גשות. P J - P ת ע לפ י ההת גשות - J המתקף על התיבה סעיף ג' J P J mv mv0 sec V 0.3 המהירות היא 0.3 מ' לש ייה בכיוון שמאל. סעיף ד' מהחוק הש י של יוטון מצא את תאוצת התיבה כאשר פועל עליה הכוח המקסימלי : F ma 40 2a sec 2 a 20
' סעיף ה J F t 2.2 F 90 10 3 F 24.44N :5 שאלה מספר ' סעיף א y A cos( t ) 2 2 rad 4 T 0.5 sec 0 A 0.2 y(t) 0.2 cos(4 t)
' סעיף ב A 3 V A 2 x 2 4 A 2 ( ) 2 4 A 2 2 V 4 3 m 0.2 2.176 2 sec. בכיוון מעלה 2.176 m המהירות היא sec ' סעיף ג 2 1 2 1 1.2T 1.2 T 1.2 c 1 c * m1 m 2 1.2 m1 * c 25 c m1 m 2 36 m1 1 25 1 60 m 2 36 60 60 m 2 86.4gr m 2 26.4gr ' סעיף ד k m k 9.474 N m : קבל יוטון מהחוק הראשון של m1g k x1 m1g k (m1 m 2 )g k x 2 x1 x 2 m1 m 2 g k x 2 x1 x 2.79cm
סעיף ה' בת ועה הרמו ית התאוצה פרופורציו ית להעתק ובסימן הפוך, לכן גרף 1 הוא הגרף ה כון. שאלה מספר :6 סעיף א' mm E ME FE rm rm 2 M E h rm...2.0745 10 3 mm M FM G Mm rm rs h Rm G סעיף ב' מהחוק הש י של יוטון בעבור ת ועה מעגלית קבל - mm m V2 rs 2 rs G Mm 1590 rs sec G V סעיף ג' ד ה צודקת מכיוון שהחוק השלישי של קפלר מתקיים בעבור ש י לווי ים ה עים סביב אותו גרם שמיים. הגשושית עה סביב הירח והירח סביב כדור הארץ, לכן אי ם לווי ים סביב אותו גרם שמיים. סעיף ד' לפי משפט עבודה א רגיה : W E GM m m GmM m ) 254.9 106 J. ( rm ) 2(rm h
סעיף ה' כדי להפעיל כוח בלימה על הגשושית לכיוון מעלה )רדיאלי החןצה ממרכז הירח( על מ ועי הגשושית לפלוט את הגז בכיוון מטה כי אז, מהחוק השלישי של יוטון, על הגשושית יפעל כוח הבילמה הדרוש ל חיתתה.