תנועה הרמונית פשוטה היא תנועה מחזורית שמקיימת את התבנית ΣF⃗ = − c x⃗.
תנועה הרמונית פשוטה היא תנועה מחזורית שמקיימת את התבנית ΣF⃗ = − c x⃗.
m = 0.5kg
הגוף מונח על שולחן אופקי חסר חיכוך ומחובר לקיר באמצעות קפיץ אופקי
בניסוי הראשון: הסטה של 60 cm מנקודת שיווי המשקל (x = 0), שמאלה, בכיוון החיובי של ציר המקום x
טבלת מדידות F כפונקציה של x: x(cm) = 60, 40, 20, 0, −10, −30, −50 ; F(N) = −9.4, −6.5, −3.0, 0, 1.7, 5.0, 7.8
קבעו אם כל תנועה מחזורית היא תנועה הרמונית פשוטה. אם כן – נמקו את קביעתכם. אם לא – הביאו דוגמה לתנועה מחזורית שאינה תנועה הרמונית פשוטה.
תלמידים ערכו שני ניסויים עם גוף שמסתו m = 0.5kg . הגוף מונח על שולחן אופקי חסר חיכוך ומחובר לקיר באמצעות קפיץ אופקי (ראו תרשים). בניסוי הראשון הסיטו התלמידים את הגוף שמאלה, בכיוון החיובי של ציר המקום, x , למרחק של 60 cm מנקודת שיווי המשקל (x = 0). הם שחררו את הגוף כך שהוא התנדנד ימינה ושמאלה בתנועה הרמונית פשוטה, ומדדו באמצעות חיישן את גודל הכוח F שהקפיץ הפעיל על הגוף כתלות במיקומו x . תוצאות המדידות מוצגות בטבלה שלפניכם.
סעיף ב. (1) סרטטו דיאגרמת פיזור (נקודות במערכת צירים) של הכוח F כפונקצייה של מיקום הגוף x . (2) הוסיפו לדיאגרמת הפיזור את הישר המתאים לה ביותר (קו המגמה).
היעזרו בגרף שסרטטתם, וחשבו את המהירות הזוויתית, ω , שמאפיינת את תנועת הגוף.
קבעו מהו מיקום הגוף, x , בנקודה שבה מהירותו מרבית (מקסימלית), וחשבו את גודל המהירות בנקודה זו.
בניסוי השני הגוף נמצא במנוחה בנקודת שיווי המשקל (x = 0). התלמידים העניקו לו מהירות התחלתית בכיוון שמאל, שגודלה פי 2 מגודל המהירות שחישבתם בסעיף ד.
סעיף ה. קבעו אם תדירות התנודות של הגוף בניסוי השני גדולה מן התדירות שלו בניסוי הראשון, קטנה ממנה או שווה לה. נמקו את קביעתכם.
שאלות ותגובות על השאלה
🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה
שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.