תלמידים חקרו תנועה של טיפות שמן בשדה חשמלי. המחקר נערך בעזרת הדמיית מחשב שנכתבה על ידי בינה מלאכותית ומדמה ניסוי שמבוצע על פני כדור הארץ.
תלמידים חקרו תנועה של טיפות שמן בשדה חשמלי. המחקר נערך בעזרת הדמיית מחשב שנכתבה על ידי בינה מלאכותית ומדמה ניסוי שמבוצע על פני כדור הארץ.
בהדמיה זו השפעת כוח הכבידה של כדור הארץ על טיפת שמן לא ניתנת להזנחה, ואילו השפעת התנגדות האוויר על הטיפה ניתנת להזנחה. בהדמיה, טיפת שמן שמסתה m, הטעונה במטען חיובי q, נעה באזור שבו קיים שדה חשמלי אחיד E בין שני לוחות מישוריים טעונים ומקבילים לקרקע. כיוונו של השדה החשמלי הוא כלפי מעלה במאונך ללוחות. הטיפה שוחררה ממנוחה בנקודה כלשהי בין הלוחות, כמתואר בתרשים 1. הכיוון החיובי של ציר המקום מוגדר כלפי מעלה.
מסת הטיפה m, מטענה החיובי q
[טבלה, תרשים 1 בהמשך] E(10^4 V/m) = 5, 10, 15, 20, 25
[טבלה] a(m/s^2) = -9.5, -5, -0.5, 2.5, 6.5
(1) סרטטו את תרשים הכוחות הפועלים על הטיפה. (2) הראו כי הביטוי לתאוצה a של הטיפה הוא: a = q/m E - g .
התלמידים שינו בהדמיה את גודל השדה החשמלי וקיבלו את ערכי התאוצה כמפורט בטבלה:
סעיף ב. (1) סרטטו דיאגרמת פיזור של התאוצה a כתלות בגודל השדה החשמלי E. (2) הוסיפו לדיאגרמת הפיזור את הישר המתאים לה ביותר (קו מגמה).
חשבו את היחס q/m של טיפת שמן.
ידוע כי בינה מלאכותית עלולה לתת תוצאות שאינן תואמות את הידע הפיזיקלי המקובל. קבעו אם לדעתכם קרה הדבר בהדמיה זו. נמקו את קביעתכם.
לאחר מכן חקרו התלמידים באמצעות מערכת ההדמיה מערכת הטוענת וממיינת טיפות שמן. בתרשים 2 מוצגות טיפות שמן הנעות בתוך צינור מתכת וניתזות ממנו לכיוונו של כדור הטעון במטען חשמלי חיובי. נתון כי בתהליך זה, חלק מן הטיפות נטענו במטען חיובי ויתר הטיפות נשארו ניטרליות. בתרשים 2 רואים שהטיפות הטעונות נדחו מן הכדור ואילו הטיפות הניטרליות נמשכו אליו.
סעיף ה. הסבירו מדוע הטיפות הטעונות נדחו מן הכדור הטעון, ומדוע הטיפות הניטרליות נמשכו אליו.
שאלות ותגובות על השאלה
🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה
שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.