• פיזיקה:
      מכניקה- חלק ב

      חוקי שימור- אנרגיה, תנע 
      תנועה מעגלית (מעגל אופקי, מעגל אנכי)
      תנועה הרמונית פשוטה
      כבידה (כולל שיקולים אנרגטיים בשדה כבידה)


       
      מאגר משאבים פתוח

    • חוקי שימור (אנרגיה ותנע)

        • 1. עבודה ואנרגיה קינטית

          		•

            בפרק זה נלמד על:

            • המושג "עבודה", עבודה של כוח קבוע
            • אנרגיה קינטית, הקשר בין עבודה לאנרגיה קינטית
            • עבודת כוח שקול, גם במקרה בו אינו פועל בכיוון התנועה
            • משפט עבודה-אנרגיה ועבודה של כוח משתנה

            קריאה בספר הלימוד: פרק ז, עמודים 51-64
          • מצגת שיעור - עבודה ואנרגיה קינטית משאב מטח
            מצגת המיועדת ללוות את שבוע הלימודים העוסק בעבודה ואנרגיה. נגדיר את המושגים "עבודה" ו"אנרגיה קינטית", ננתח את הקשר ביניהם ונפתור בעיות שונות הקשורות בהפעלה של כוח לאורך העתק.
          • מצגת תרגול - עבודה ואנרגיה קינטית משאב מטח
            בתרגול זה נחזור על מושגים חדשים שלמדתם בכיתה: עבודה ואנרגיה קינטית, וכן נבהיר את משמעותו של משפט עבודה-אנרגיה באמצעות פתרון תרגילים.

        • 2. אנרגיה פוטנציאלית ושימור אנרגיה

        • 3. אנרגיה פוטנציאלית אלסטית, הספק ונצילות

        • 4. מתקף ותנע

          		•

            בפרק זה נלמד על:

            • המושג "מתקף" עבור כוח קבוע
            • המושג תנע, הקשר בין מתקף לתנע
            • מתקף של כוח קבוע, של כוח שקול ושל כוח משתנה

            קריאה בספר הלימוד: פרק ו, עמודים 10-21
          • מצגת שיעור - מתקף ותנע משאב מטח
            בשיעורים אלו נכיר את הגודל "מתקף", שהוא מכפלת הכוח במשך הזמן שבו הכוח פועל. כמו כן נכיר את מושג ה"תנע" שהוא מכפלת המסה של הגוף במהירותו. נראה מה הקשר בין שני המושגים וכיצד הם מתקשרים לחוק השני של ניוטון.
          • מצגת תרגול- מתקף ותנע משאב מטח
            בתרגול זה נעמיק את ההבנה של מושג ה"מתקף" (מכפלת הכוח במשך הזמן שבו הכוח פועל) ושל מושג ה"תנע" (מכפלת המסה של הגוף במהירותו). נפתור תרגילים בהם בא לידי ביטוי הקשר בין שני המושגים והקשר בינם לבים החוק השני של ניוטון.
          • סרטון הדגמה: קרונית נעה מתנגשת בקרונית נחה, משקל זהה דף תוכן מעוצב
            סרטון הדגמה: קרונית נעה מתנגשת בקרונית נחה, משקל זהה
          • סרטון הדגמה: קרונית נעה מתנגשת בקרונית נחה, משקלים שונים דף תוכן מעוצב
            סרטון הדגמה: קרונית נעה מתנגשת בקרונית נחה, משקלים שונים

        • 5. חוק שימור התנע

          		•

            בפרק זה נלמד על:

            • חוק שימור התנע הקווי
            • סוגי התנגשויות: אלסטית, פלסטית, אי-אלסטית.
            • הקשר בין חוק שימור התנע לחוק שימור האנרגיה

            קריאה בספר הלימוד: פרק ו, עמודים 32-22
          • מצגת שיעור - חוק שימור התנע משאב מטח
            בשיעור זה נתוודע לחוק שימור התנע. נלמד שהתנע הכולל של מערכת גופים סגורה נשאר קבוע בזמן התנגשות בין גופים. נבחין בין התנגשות פלסטית (בה נשמר התנע אך האנרגיה לא נשמרת) לבין התנגשות אלסטית (בה נשמרים גם התנע וגם האנרגיה).
          • מצגת תרגול- חוק שימור התנע משאב מטח
            בתרגול זה נרחיב את ההבנה בנושא חוק שימור התנע, לפיו התנע הכולל של מערכת גופים סגורה נשאר קבוע בזמן התנגשות בין גופים. נבחין בין התנגשות פלסטית (בה נשמר התנע אך האנרגיה לא נשמרת) לבין התנגשות אלסטית (בה נשמרים גם התנע וגם האנרגיה)ונפתור תרגילים בנושא.
          • סרטון הדגמה: שימור תנע בהתנגשות פלסטית דף תוכן מעוצב
            ניסוי מצולם: שימור תנע בהתנגשות פלסטית
          • סרטון הדגמה: שימור תנע בהתנגשות אלסטית דף תוכן מעוצב
            ניסוי מצולם: שימור תנע בהתנגשות אלסטית
          • סרטון שיעור קצר: הקשר בין שימור אנרגיה לבין שימור תנע דף תוכן מעוצב

            "מורים ברשת" עם ברנד סרינג:
            סרטון מתוך סדרת שיעורים קצרים בפיזיקה, אותם מעביר המורה ברנד סרינג.

            נושא השיעור: הקשר בין שימור אנרגיה לבין שימור תנע: מדידת מהירות במערכות ייחוס שונות, פיתוח מתמטי של חוק שימור התנע מתוך חוק שימור האנרגיה, מסקנות לגבי התנאים לכך שקשר זה אכן יתקיים.

          • הדמיה: מעבדת התנגשויות (אתר PheT) דף תוכן מעוצב
            הדמיה אינטראקטיבית (מאתר PheT)המאפשרת התנסות עם התנגשויות על קו ישר ובמישור, תוך שליטה ברמת האלסטיות של הכדורים המתנגשים. ההדמיה מאפשרת להציג את האנרגיה הקינטית ואת התנע של כל כדור וכן להציג דיאגרמת תנע.

        • 6. תנע במישור, רתע והתפוצצויות

          		•

            בפרק זה נלמד על:

            • שימור תנע בהתפוצצות
            • התנגשות במישור- שימור תנע בשני ממדים.
            • תנועת רקטה, רתע והתפוצצות

            קריאה בספר הלימוד: פרק ו, עמודים 37-26
                                      פרק ז, עמודים 94-103 
            הערה: במהלך לימוד פרק זה מומלץ לבצע את ניסוי המעבדה "התנגשות בשני ממדים" (שימור תנע במישור) בסביבת המעבדות.
          • מצגת שיעור - שימור התנע במישור ובהתפוצצות משאב מטח
            בשיעור זה נבחן את קיומו של חוק שימור התנע במישור ונתייחס לתנע כווקטור. נכיר את המושג "התפוצצות", בו מסה אחת "מתפרקת" לכמה מסות, כתוצאה מכוחות פנימיים. בתהליך זה- אנרגיה פוטנציאלית (שאגורה במערכת) מומרת לאנרגיה קינטית של המרכיבים, והיא מתחלקת ביניהם ביחס הפוך למסות שלהם.
          • מצגת תרגול- שימור תנע במישור והתפוצצויות משאב מטח
            בתרגול זה נעמיק את ההבנה בנושא חוק שימור התנע במישור ונתייחס לתנע כווקטור. נחדד את המושג "התפוצצות", בו מסה אחת "מתפרקת" לכמה מסות, כתוצאה מכוחות פנימיים. בתהליך זה- אנרגיה פוטנציאלית (שאגורה במערכת) מומרת לאנרגיה קינטית של המרכיבים, והיא מתחלקת ביניהם ביחס הפוך למסות שלהם. נפתור תרגילים שונים בנושא.
          • סרטון הדגמה: שימור תנע בהתפוצצות דף תוכן מעוצב
            ניסוי מצולם: שימור תנע בהתפוצצות
          • הדמיה: מעבדת התנגשויות (אתר PheT) דף תוכן מעוצב
            הדמיה אינטראקטיבית (מאתר PheT)המאפשרת התנסות עם התנגשויות על קו ישר ובמישור, תוך שליטה ברמת האלסטיות של הכדורים המתנגשים. ההדמיה מאפשרת להציג את האנרגיה הקינטית ואת התנע של כל כדור וכן להציג דיאגרמת תנע.

            בשלב זה היכנסו להדמיה במצב ה"מתקדם" שלה (Advanced).

      • תנועה מעגלית

          • 7. תנועה במעגל אופקי

            		•

              בפרק זה נלמד על:

              • תנועה מעגלית קצובה: מהירות משיקית, תאוצה רדיאלית
              • הכוח השקול, הכוח הצנטריפטלי, זמן מחזור, מהירות זוויתית
              • תנועת גופים על עקומה נטויה

              קריאה בספר הלימוד (חלק א): פרק ה חלק ה (עמ' 304-334)
            • מצגת שיעור - מעגל אופקי משאב מטח
              בשיעורים אלו נלמד על מאפיינים של תנועה מעגלית ובפרט- תנועה מעגלית אופקית. נגדיר מהו זמן מחזור ותדירות, נבחין בין מהירות קווית ומהירות זוויתית ונלמד מה הקשר ביניהן, נכיר את מושג הרדיאן ואת הכוח הצנטריפטלי שפועל בכיוון מרכז התנועה. נראה כיצד ניתן להשתמש בחוק השני של ניוטון עבור גופים הנעים בתנועה מעגלית אופקית.
            • מצגת תרגול - תנועה מעגלית- מעגל אופקי משאב מטח
              בתרגול זה נחזור על החומר שנלמד בכיתה ונתרגל את הנושא של תנועה מעגלית ובפרט- תנועה מעגלית אופקית. נגדיר מהו זמן מחזור ותדירות, נבחין בין מהירות קווית ומהירות זוויתית ונלמד מה הקשר ביניהן, נכיר את מושג הרדיאן ואת הכוח הצנטריפטלי שפועל בכיוון מרכז התנועה. נראה כיצד ניתן להשתמש בחוק השני של ניוטון עבור גופים הנעים בתנועה מעגלית אופקית.
            • סרטון- מורים ברשת: תנועה מעגלית (ברנד סרינג) דף תוכן מעוצב
              שימוש ביישומון של מד-תאוצה (accelerometer). מניחים את הטלפון החכם על הפטיפון ומסובבים אותו בשלוש מהירויות שונות (33, 45, 78 סל"ד), תוך הקלטת נתוני התאוצה. הניסוי נערך 3 פעמים, כאשר בכל פעם משנים את מרכז הסיבוב של הטלפון. הנתונים נשמרים ונשלחים במייל, ומודגם עיבוד שלהם באמצעות תוכנת אקסל.
              מציגים את התאוצה כפונקציה של מהירות הסיבוב וכן כפונקציה של תדירות הסיבוב ובודקים את ההתאמה לצפי התיאורטי. באמצעות הנתונים מחשבים את המיקום הפיזי של מד התאוצה בתוך מכשיר הטלפון.
            • סרטון (יוטיוב): חישוב של זווית ברדיאנים דף תוכן מעוצב
              סרטון (יוטיוב): חישוב של זווית ברדיאנים
            • סרטון MIT: תנועה במעגל אופקי דף תוכן מעוצב
              סרטון הדגמה של אוניברסיטת MIT בשם Circular motionמבחר הדגמות והסברים הקשורים בתנועה מעגלית.

          • 8. תנועה במעגל אנכי

            		•

              בפרק זה נלמד על:

              • ניתוח כוחות ושיקולי אנרגיה עבור גוף שנע במעגל אנכי
              • מציאת המהירות הקריטית (שמתחת לה הגוף מתנתק מהמעגל)
              • תאוצה שקולה במעגל אנכי ויישומים מחיי היומיום (גשרים, כבישים קעורים, גלגל ענק ועוד)

              קריאה בספר הלימוד (חלק ב): פרק ז חלק 4 (עמ' 85-93)
            • מצגת שיעור - תנועה במעגל אנכי משאב מטח
              בשיעורים אלו נלמד לאפיין ולנתח תנועה של גוף שנע במעגל אנכי (זקוף), בדומה לתנועה שמבצעת רכבת הרים בלונה פארק. משיקולי אנרגיה נחשב מהי המהירות הקריטית, בה צריך גוף לנוע כדי שיוכל להשלים את הסיבוב האנכי.
            • מצגת תרגול - תנועה במעגל אנכי משאב מטח
              בתרגול זה נתרגל ניתוח תנועה של גוף שנע במעגל אנכי (זקוף), בדומה לתנועה שמבצעת רכבת הרים בלונה פארק. משיקולי אנרגיה נחשב מהי המהירות הקריטית, בה צריך גוף לנוע כדי שיוכל להשלים את הסיבוב האנכי.
            • סרטון (מורים ברשת): תנועה במעגל אנכי עם וקטורים דף תוכן מעוצב
              סרטון (מורים ברשת): תנועה במעגל אנכי עם וקטורים, עם המורה ברנד סרינג. בסרטון יודגם גלגל אופניים המסתובב אנכית במהירויות שונות, כשעליו משקולת מחוברת בבורג. ננתח את תנועת הגלגל בעזרת תוכנת Tracker. ננתח את הכוחות השונים הפועלים על הגוף בנקודות שונות במהלך התנועה באמצעות ניתוח ווקטורי המהירות והתאוצה.
            • סרטון MIT: כדור משלים לולאה אנכית דף תוכן מעוצב
              סרטון הדגמה של אוניברסיטת MIT בשם Loop the Loop כדור מתגלגל במורד מסלול משופע שכולל לולאה אנכית. האנרגיה הפוטנציאלית של הכדור (התלויה בגובה ההתחלתי שלו) מומרת לשני סוגי אנרגיות, כאשר הוא מגיע לראש הלולאה: אנרגיה פוטנציאלית (המתאימה לגובה הלולאה) ואנרגיה קינטית (התלויה במהירותו של הכדור). מתוך כך ניתן לחשב את הגובה המינימלי ממנו צריך לשחרר את הכדור, על מנת שיבצע לולאה שלמה.
            • סרטון: איך היין לא נשפך מהכוס? (מעגל אנכי) דף תוכן מעוצב
              סרטון (יוטיוב): איך היין לא נשפך מהכוס? (מעגל אנכי)

        • תנועה הרמונית פשוטה (ת.ה.פ)

        • כבידה