דינמיקה›יישום החוק השני של ניוטון לגבי תנועה לאורך קו ישר

במעבדה לפיזיקה הרכיבה תלמידה את המערכת המתוארת בתרשים.

המערכת מורכבת משני גופים שהמסות שלהם m_1 ו- m_2. גוף m_1 מונח על מדרון חלק הנטוי בזווית α. גוף m_2 תלוי וקשור לגוף m_1 בחוט העובר דרך גלגלת חסרת חיכוך (ראה תרשים). אורך החוט קבוע, והגופים אינם מגיעים אל הגלגלת בשום שלב. התנגדות האוויר, מסת הגלגלת ומסת החוט ניתנים להזנחה. התלמידה החזיקה את המערכת במנוחה. ברגע מסוים היא שחררה את המערכת ממנוחה, ובאותו רגע התחילה להפעיל על הגוף m_1 כוח קבוע שגודלו F בכיוון מורד המדרון ובמקביל אליו, כמתואר בתרשים (כיוון זה מוגדר חיובי). הגוף m_1 נע במורד המדרון, והתלמידה מדדה את תאוצת המערכת.

תרשים מישור משופע (משולש ישר-זווית) העומד על בסיס אופקי, עם זווית α בין הבסיס לשפה האלכסונית (מסומנת בקשת בפינה הימנית-תחתונה). על השפה האלכסונית (המדרון), בערך במרכזה, מונח גוף מר

טבלת נתוני ניסוי, שתי שורות ושש עמודות ערכים ועמודת כותרת בצד ימין. עמודת הכותרת: 'F(N)' בשורה העליונה (F מודגש), 'a(m/s²)' בשורה התחתונה (a מודגש, עם שבר m חלקי s בריבוע). שש עמוד

סעיף א

סרטט במחברתך את תרשים הכוחות הפועלים על כל אחד משני הגופים במהלך התנועה. ליד כל כוח רשום את שמו.

סעיף ב

פתח ביטוי לינארי (מהצורה y=Ax+B) עבור גודל התאוצה a כפונקציה של גודל הכוח F. בטא את תשובתך באמצעות m_1, m_2, α, g ו-F.

סעיף ג

התלמידה חזרה על הניסוי כמה פעמים. בכל פעם היא שינתה את גודל הכוח F ומדדה את גודל התאוצה a. התוצאות שהתקבלו מוצגות בטבלה שלפניך.

סעיף ג. סרטט במחברתך גרף של a (תאוצת המערכת) כפונקציה של הכוח F.

סעיף ד

נתון: מסת שני הגופים שווה, m_1 = m_2 = m.

סעיף ד. התבסס על הגרף שסרטטת וחשב את המסה m.

סעיף ה

היעזר בגרף וקבע מהו גודל הכוח F שעבורו תנוע המערכת בתנועה קצובה (גודל המהירות קבוע). הסבר את קביעתך.

שאלות ותגובות על השאלה

🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה

שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.

🎓 מרצה עונה כאן — תקבלו מענה מקצועי

דלגו לשאלה דומה ←