תרגול 🏃 תנועה וחוקי ניוטון

כיתה ג' · רמה בסיסית

דני דוחף עגלה שעומדת במקום. מה צריך לקרות כדי שהיא תתחיל לנוע?

אפשרויות: צריך להוריד ממנה משקל · צריך לצייר עליה · צריך להפעיל עליה כוח · צריך לחכות

תשובה נכונה: צריך להפעיל עליה כוח

כדי לשנות את מצב התנועה של עצם — מנוחה לתנועה — חייבים להפעיל עליו כוח. זה אחד מחוקי היסוד של הפיזיקה.

כיתה ו' · רמה מתקדמת

קפיצה למים ממשטח 10 מ'. מה מהירות הנחיתה? (g=10, התעלם מאוויר)

אפשרויות: 20 מ'/שנייה · 100 מ'/שנייה · 10 מ'/שנייה · 14.1 מ'/שנייה

תשובה נכונה: 14.1 מ'/שנייה

כשגוף נופל, הכבידה מגדילה את מהירותו ב-10 מ'/שנייה בכל שנייה (זה g = 10). מזה פיזיקאים גזרו נוסחה שמקשרת בין גובה הנפילה למהירות בסופה: המהירות כפול עצמה שווה 2 × g × הגובה, כלומר v² = 2gh. כאן 2 × 10 × 10 = 200, והמהירות היא המספר שכפול עצמו נותן 200 — השורש של 200, בערך 14.1 מ'/שנייה (כ-51 קמ"ש). בדיקה: 14 × 14 = 196, קרוב ל-200. 10 מ'/שנייה היא המהירות אחרי שנייה אחת בלבד, אבל נפילה של 10 מטרים נמשכת יותר משנייה (כ-1.4 שניות); 20 מ'/שנייה הייתה מתקבלת רק אחרי 2 שניות נפילה; ו-100 הוא 10 × 10 בלי הנוסחה. זו הסיבה לכאב הנחיתה על הבטן!

כיתה ו' · רמה בינונית

מהי תנועה מעגלית אחידה? מה משתנה ומה קבוע?

אפשרויות: גודל המהירות קבוע, כיוון התנועה משתנה, לכן יש תאוצה · כיוון התנועה קבוע, גודל המהירות משתנה · גודל המהירות קבוע, לכן אין תאוצה · שום דבר לא משתנה בתנועה

תשובה נכונה: גודל המהירות קבוע, כיוון התנועה משתנה, לכן יש תאוצה

בתנועה מעגלית אחידה גודל המהירות קבוע, אבל כיוון התנועה משתנה כל הזמן. בפיזיקה תאוצה היא כל שינוי במהירות — גם שינוי בגודל שלה וגם שינוי בכיוון שלה. לכן גוף שנע במעגל כשגודל מהירותו קבוע מאיץ כל הזמן, והתאוצה שלו מכוונת תמיד אל מרכז המעגל. מי שחושב שאין תאוצה כי מחוג המהירות לא זז שוכח ששינוי כיוון הוא גם תאוצה. דוגמה: הירח מקיף את כדור הארץ במסלול כמעט מעגלי, ובכל רגע הוא מאיץ לכיוון כדור הארץ.

כיתה ה' · רמה בינונית

מה ההבדל בין חיכוך סטטי לחיכוך קינטי?

אפשרויות: שניהם זהים בגודלם · חיכוך קינטי גדול יותר ומסכן יותר · חיכוך סטטי פועל בנוזלים, קינטי במוצקים · חיכוך סטטי גדול יותר ומונע התחלת תנועה; קינטי קטן יותר ופועל במהלך תנועה

תשובה נכונה: חיכוך סטטי גדול יותר ומונע התחלת תנועה; קינטי קטן יותר ופועל במהלך תנועה

חיכוך סטטי הוא הכוח שיש להתגבר עליו כדי להתחיל לזוז — תמיד גדול מהחיכוך הקינטי. ברגע שהתנועה התחילה, החיכוך הקינטי קטן יותר. לכן כבד להתחיל לדחוף ארגז כבד, אך קל יותר להמשיך לדחוף אותו. חיכוך גלגול (כמו בגלגלים) קטן עוד יותר.