זריקה אופקית

רגע חושבים:
א. כיצד משפיע כיוון זריקת הגופים באוויר על אופי תנועתם?

ב. האם יש קשר בין תאוצת הגופים הנזרקים באוויר לבין המסות שלהם?




במהלך פעילות זו נעקוב אחרי תנועת קליע המשוגר בזוית שיגור 0 (Angle of Inclination). תנועה כזו נקראת זריקה אופקית.

שנו את זווית השיגור שבהדמיה ל- 0 , ולחצו במקלדת על מקש ה- Enter.

מלאו את השורה הראשונה בטבלה שלפניכם.

שימו לב! יש לבחור את מאפייני התנועה שיוצגו בהדמיה, באמצעות סימון הכפתורים בצד ימין למטה.


זמן
(t(s
מהירות אופקית
(vx(m/s
מהירות אנכית
(vy(m/s
העתק אופקי
(x(m
העתק אנכי
(y(m
תאוצת המשיכה
(g(m/s2
כוח הכובד
(mg(N
0

הריצו את ההדמיה (באמצעות לחיצה על כפתור "הפעל") ולאחר מכן עצרו את ההדמיה בזמן כלשהו (תוכלו לעבוד גם עם אפשרות "הילוך איטי"). בדקו את הנתונים ומלאו את השורה השניה בטבלה. חזרו על פעולה זו פעם נוספת ומלאו את השורה השלישית בטבלה.


ענו על השאלות הבאות:

1. אילו מהגדלים שבטבלה נשארים קבועים לאורך כל מהלך התנועה (יותר מתשובה אחת נכונה)?
g
vy
mg
vx
נכון!
תאוצת המשיכה נשארת קבועה לאורך כל מהלך התנועה.
לא נכון!
המהירות האנכית אינה נשארת קבועה במהלך התנועה. בדקו את הנתונים שמילאתם בטבלה
נכון!
כוח הכובד נשאר קבוע לאורך כל מהלך התנועה.
נכון!
המהירות האופקית נשארת קבועה לאורך כל מהלך התנועה.

2. כיצד ישורטט גרף של גודל הנשאר קבוע לאורך כל מהלך זמן התנועה?
תשובה לא נכונה!
בגרף זה ערכו של הגודל בציר האנכי אינו קבוע, כי אם משתנה ביחס ישר לערכו של הגודל בציר האופקי.
תשובה נכונה!
ככל שהזמן עובר- ערכו של הגודל בציר האנכי לא משתנה
תשובה לא נכונה!
במערכת צירים זו כלל לא מתואר גרף: על ערך אחד בציר האופקי- ניתן למצוא הרבה ערכים בציר האנכי

3. עקבו בהדמיה אחר מהירות הפגז לכל אורך התנועה ובחרו איזה מהמשפטים הבאים נכון?
תנועתו של הפגז בציר האופקי קובעת את תנועתו בציר האנכי
תנועתו של הפגז היא שילוב של תנועותיו בציר x ובציר y, שאינן תלויות זו בזו
תנועתו של הפגז בציר האנכי קובעת את תנועתו בציר האופקי
תשובתכם אינה נכונה.
אילו התנועה באחד הצירים היתה קובעת את התנועה בציר השני - אזי לשני גופים שנזרקים במהירויות אופקיות שונות היו צריכים להיות העתקים אנכיים שונים.
נכון מאוד!
הפגז נע בציר X בתנועה קצובה ובציר Y בתנועה שוות תאוצה- ותנועות אלו אינן תלויות זו בזו.
תשובתכם אינה נכונה.
אילו התנועה באחד הצירים היתה קובעת את התנועה בציר השני - אזי לשני גופים שנזרקים במהירויות אופקיות שונות היו צריכים להיות העתקים אנכיים שונים.


4. ממה נובע השוני במהירותו של הפגז? (היעזרו בווקטורים של המהירויות שבהדמיה)
מתנועתו בציר האופקי
מתנועתו בציר האנכי
מתנועתו בשני הצירים גם יחד
תשובה לא נכונה.
שימו לב כי אורך וקטור המהירות בציר זה אינו משתנה- כלומר המהירות בציר האופקי היא קבועה.
נכון מאוד!
רק בציר האנכי תלויה המהירות בזמן. בציר האופקי מהירותו קבועה.
תשובה לא נכונה.
המהירות של הפגז תלויה במהירות האופקית- שהיא קבועה, ובמהירות האנכית- המשתנה לפי הזמן.


הריצו שוב את ההדמיה, אולם הפעם התבוננו בוקטור הכוח.
עזרה: כדי לראות את וקטור הכוח, יש לסמן את כפתור הכוח מצד ימין למטה בהדמיה.


5. מדוע המהירות האופקית (vx) נשארת קבועה לאורך כל מהלך התנועה?
כי הכוח בציר האופקי קבוע
כי הכוח בציר האופקי שקול לכוח בציר האנכי
כי אין כוח בציר האופקי
תשובה לא נכונה
בדקו בהדמיה והיווכחו שכיוון הכוח הוא לא בציר האופקי. ובנוסף: אם יש כוח- הרי שיש תאוצה- זאת לפי החוק השני של ניוטון.
תשובה לא נכונה.
שימו לב בהדמיה כי בציר האופקי כלל אין כוח. בכל מקרה שינוי במהירות אופקית ייקבע רק על פי כוח בכיוון אופקי- ולא בשום כיוון אחר
נכון מאוד!
לפי חוק ההתמדה אם אין כוח- המהירות נשארת קבועה


גודל נוסף שנשאר קבוע הוא - מסתו של הגוף הנזרק (m).
שנו בהדמיה את המסה של הגוף הנזרק, שגרו את הקליע, ועצרו אותו באחד הזמנים שעצרתם אותו בטבלה שלמעלה (מלבד בזמן אפס). מלאו את השורה האחרונה בטבלה.
השוו את השורה האחרונה עם השורה המתאימה לזמן שבחרתם עבור המסה המקורית.


6. איזה מהגדלים שבטבלה השתנה כתוצאה מהשינוי במסה?
X
vy
g
mg
תשובה לא נכונה
הערך X אינו תלוי במסת הגוף. מסת הגוף משפיעה רק על כוח המשיכה
תשובה לא נכונה
הערך vy אינו תלוי במסת הגוף. מסת הגוף משפיעה רק על כוח המשיכה
תשובה לא נכונה
הערך g תלוי אך ורק בנתוני כדור הארץ ולא בגוף המשוגר
יפה מאוד!
כוח הכובד תלוי במסה- וכיוון שזו השתנתה- גם הכוח השתנה

7. במקום מסוים יורים אופקית קליע רובה ולאחר מכן יורים אופקית פגז. ערכי המהירות וההעתק זהים בשני המקרים כי:
הן המהירות והן ההעתק תלויים בתאוצת המשיכה הקבועה ולא במסה של הגוף הנורה
הן המהירות והן ההעתק תלויים בכוח הכובד הקבוע ולא במסה של הגוף הנורה
הן המהירות והן ההעתק תלויים בתאוצת הכבידה ובכוח המשיכה הקבועים ולא במסה של הגוף הנורה
נכון מאוד!
לא נכון!
כוח הכובד לא קבוע שכן הוא תלוי במסת הגוף
לא נכון!
כוח הכובד לא קבוע שכן הוא תלוי במסת הגוף

8. מדוע תאוצת המשיכה נשארת קבועה לאורך כל מהלך התנועה?
(תוכלו להיעזר בהדמיה, לשנות את המשתנים הרלוונטיים ולבדוק כיצד השינוי בכל אחד מהמשתנים משפיע על תאוצת המשיכה)
כי תאוצת המשיכה תלויה במסה של הגוף הנורה
כי תאוצת המשיכה תלויה בנתוני כדור הארץ בלבד
כי תאוצת המשיכה תלויה במהירות ההתחלתית בה נזרק הגוף
תשובה לא נכונה!
לגופים בעלי מסות שונות יש אותה תאוצה משיכה (בהנחה שמזניחים את התנגדות האוויר)
נכון מאוד!
תאוצת המשיכה תלויה בגודלו של כדור הארץ
תשובה לא נכונה!
כשזורקים אותו גוף- במהירויות התחלתיות שונות - יש לו אותה תאוצה משיכה

9. חלק א': על-פי הטבלה שמילאתם, כיצד ייראה גרף המתאר את היחס בין המהירות האנכית (vy) לבין הזמן (t)?
תשובה נכונה!
ערכה של המהירות האנכית משתנה ביחס ישר לזמן: ככל שהזמן גדול יותר- גם המהירות האנכית גדולה יותר
תשובה לא נכונה!
ככל שהזמן עובר- ערכה של המהירות האנכית לא נשאר קבוע
תשובה לא נכונה!
ככל שעובר הזמן- ערכה של המהירות האנכית לא יורד כי אם גדל


חלק ב': מהו גודלו של יחס הזה? (בערך מוחלט)
קרוב ל- 10m/s2
קרוב ל- 5m/s2
נכון מאד!
זוהי תאוצה המשיכה של כדור הארץ.
תשובה לא נכונה!
היחס בין המהירות האנכית לבין הזמן הוא תאוצת המשיכה ולא ערך אחר


חלק ג': מה מבטא היחס בין המהירות האנכית (vy) לבין הזמן (t)?
את המהירות ההתחלתית בה שוגר הקליע
את תאוצת המשיכה
את המהירות הסופית
לא נכון!
המהירות ההתחלתית היא בכיוון אופקי ולכן היא לא משפיעה על המהירות האנכית
יפה מאוד!
היחס בין המהירות האנכית לבין הזמן בא לידי ביטוי בנוסחה (Vy=g * t ,   (1 * 10=10. שימו לב שגודל תאוצת המשיכה בנתוני ההדמיה אכן קרוב ל- 10m/s
לא נכון!
המהירות הסופית היא אלכסונית והיא מורכבת מהמהירות האנכית ומהמהירות האופקית גם יחד

הערה: שימו לב כי בהדמייה מצויין רק גודלה שלתאוצת המשיכה, g, ולא כיוונה (למטה) שבא לידי ביטוי בסימן המינוס.


10. איזה מהגרפים הבאים, אם כן, מתאר בקירוב את המהירות האנכית כתלות בזמן בזריקה אופקית על פני כדור הארץ?
צדקתם!
היחס בין המהירות האנכית לבין הזמן הוא תאוצת המשיכה- 10m/s2-
תשובה לא נכונה!
שיפוע גרף זה הוא 5m/ s2-  ולא תאוצת המשיכה 10m/s2-
תשובה לא נכונה!
שיפוע גרף זה הוא 0.1m/ s2-  ולא תאוצת המשיכה 10m/s2-

11. בדקו כמה זמן ארכה תנועת הקליע מגובה של 5 מטר והשוו עם זמן התנועה כאשר אתם משנים את תנאי ההתחלה של המהירות ההתחלתית (v0) ושאר הנתונים לא משתנים. מהי המסקנה המתבקשת?
שזמן התנועה אינו תלוי במהירות ההתחלתית (האופקית)
שככל שהמהירות ההתחלתית האופקית גדולה יותר- זמן התנועה ארוך יותר
שככל שהמהירות ההתחלתית האופקית קטנה יותר - זמן התנועה ארוך יותר
תשובה נכונה!
זמן התנועה תלוי רק בגובה ממנו משוגר הגוף
תשובה לא נכונה!
אם תשנו בהדמיה את המהירות ההתחלתית ותבדקו את זמן התנועה של הקליע, תגלו שזמן התנועה אינו תלוי במהירות ההתחלתית (האופקית).
תשובה לא נכונה!
אם תשנו בהדמיה את המהירות ההתחלתית ותבדקו את זמן התנועה של הקליע, תגלו שזמן התנועה אינו תלוי במהירות ההתחלתית (האופקית).

12. חלק א': על-פי הטבלה שמילאתם, כיצד ייראה גרף המתאר את היחס בין ההעתק האופקי (x) לבין הזמן (t)?
נכון!
ערכו של העתק האופקי ביחס ישר לזמן: ככל שהזמן גדול יותר- גם ההעתק האופקי גדול יותר
תשובה לא נכונה.
ככל שהזמן עובר- ערכו של ההעתק האופקי לא נשאר קבוע
תשובה לא נכונה.
ככל שעובר הזמן- ערך ההעתק האופקי לא יורד כי אם גדל


חלק ב': מהו גודלו של יחס הזה?
10m/s
15m/s
5m/s
תשובה לא נכונה.
בדקו שנית את הנתונים בטבלה
תשובה לא נכונה.
בדקו שנית את הנתונים בטבלה
צדקתם!


חלק ג': מה מבטא היחס בין ההעתק האופקי (x) לבין הזמן (t)?
את המהירות ההתחלתית
את התאוצה
את המהירות הסופית
נכון מאוד!
היחס בין ההעתק האופקי לבין הזמן בא לידי ביטוי גם בנוסחה (x = v0 * t     (5=5 * 1. שימו לב שגודל המהירות ההתחלתית בנתוני ההדמיה הוא אכן 5m/s
תשובה לא נכונה.
בציר האופקי אין כלל תאוצה
תשובה לא נכונה.
העתק אופקי תלוי רק במהירות אופקית ואילו המהירות הסופית היא אלכסונית

13.
גיא ביקש לשרטט גרף של ההעתק האנכי (y) כנגד ריבוע הזמן (t2).
חלק א': מהו הגרף הקרוב ביותר המתאר את הקשר בין שני הגדלים הנ"ל?
צדקתם!
היחס בין ההעתק האנכי לבין ריבוע הזמן הוא -
תשובה לא נכונה.
היחס כאן בין ההעתק לריבוע הזמן הוא (10m/s2-) ולא כפי שצריך להיות, 5m/s2-.
תשובה לא נכונה.
אין כאן יחס ישר בין ההעתק האנכי לבין ריבוע הזמן.


חלק ב': מה מבטא היחס בין ההעתק האנכי (y) וריבוע הזמן (t2)?
את גודלה של תאוצת המשיכה- g
את גודלה של חצי תאוצת המשיכה- g/2
את גודלה של המהירות ההתחלתית- v0.
תשובתכם אינה נכונה.
היחס מבוטא על ידי
 
זה פשוט נכון!
תשובתכם אינה נכונה.
היחס מבוטא על ידי