זריקה משופעת



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 פגז המשוגר בזוית שיגור השונה מאפס. תנועה כזו נקראת זריקה משופעת.

הריצו את ההדמיה (באמצעות לחיצה על כפתור "הפעל") וענו על השאלות הבאות:

1. עקבו בהדמיה אחר גודלה של המהירות לאורך התנועה, ובחרו איזה מהגרפים הבאים מתאר את המהירות האופקית של הפגז?
נכון מאוד!
המהירות האופקית של הפגז קבועה
תשובתכם אינה נכונה.
המהירות ההתחלתית בציר האופקי שונה מאפס
תשובתכם אינה נכונה.
המהירות האופקית לא משתנה כי אין תאוצה בציר זה.

2. עקבו אחר כיווני הוקטורים הבאים וסמנו איזה גודל מהגדלים הבאים משנה את סימנו במהלך תנועת הפגז?
העתק אופקי
מהירות אנכית
תאוצה
תשובה לא נכונה.
ההעתק האופקי כל הזמן גדל. כי הפגז כל הזמן נע ימינה
צדקתם!
בתחילה הפגז עולה למעלה ובהמשך- יורד למטה
תשובה לא נכונה.
כיוון התאוצה הוא כל הזמן כלפי מטה: גם כשהפגז עולה וגם כשהוא יורד


3. איזה מהגרפים הבאים מתאר את המהירות האנכית של הפגז?
נכון!
כשהפגז עולה למעלה- מהירותו האנכית יורדת, כשהוא בשיא הגובה מהירותו האנכית מתאפסת ואז הוא מתחיל לרדת ומהירותו האנכית מתגברת בערך מוחלט אך כיוונה שלילי
תשובה לא נכונה.
אילו לפגז הייתה מהירות התחלתית אפס- הוא לא היה עולה
תשובה לא נכונה.
לאחר שהפגז מגיע לשיא הגובה הוא משנה כיוון תנועה ולכן מהירותו צריכה להיות שלילית. שיפוע הגרף הוא כל הזמן 9.8m/s2


4. מה המיוחד במהירות הפגז בנקודת שיא הגובה?
המהירות האופקית היא אפס
המהירות האנכית היא אפס
מהירות הפגז היא אפס
תשובה לא נכונה.
לפגז יש כל הזמן מהירות אופקית קבועה, גם בשיא הגובה
צדקתם!
עד לשיא הגובה מהירותו האנכית קטנה, בשיא הגובה היא מתאפסת ואז היא גדלה בערך מוחלט
תשובה לא נכונה.
אילו מהירות הפגז בשיא הגובה היתה אפס- הוא היה נופל למטה בנפילה חופשית

5. הגדילו את מהירות השיגור פי 2 (ל- 10m/s). שימו לב כי המרחק האופקי לא גדל פי 2, אלא יותר. מהי לדעתכם הסיבה לכך?
כי המרחק האופקי לא תלוי רק במהירות השיגור כי אם גם בגובה ההתחלתי
כי המרחק האופקי לא תלוי רק במהירות השיגור כי אם גם בזווית
כי המרחק האופקי לא תלוי רק במהירות השיגור כי אם גם בזמן
תשובה לא מדוייקת.
המרחק האופקי אכן תלוי גם בגובה ההתחלתי אך אנו לא שינינו כאן את הגובה ההתחלתי.
תשובה לא מדוייקת.
המרחק האופקי אכן תלוי גם בזווית השיגור אך אנו לא שינינו כאן את הזווית!
נכון מאוד!
אם תסתכלו בהדמייה תראו שגם זמן התנועה גדל ולכן המרחק האופקי גדל גם בשל הגדלת המהירות אך גם בשל הגדלת הזמן.

6. איזה נתון בתנאי ההתחלה יש לשנות כדי שהמהירות האנכית לא תשנה את סימנה במהלך התנועה? (נסו את האפשרויות הבאות בעזרת ההדמיה)
לשגר בזווית שיגור שלילית
לשגר מגובה אפס - כלומר, מהקרקע
אין אפשרות כזו - המהירות האנכית תמיד משנה סימן במהלך התנועה.
צדקתם!
במצב כזה הפגז כל הזמן במצב של ירידה
תשובה לא נכונה.
בשיגור מהקרקע הפגז הפגז עולה ובסופו של דבר יורד
תשובתכם אינה נכונה.
בזריקה אופקית למשל, הטיל רק יורד לכיוון מטה

7. מהם נתוני ההתחלה הדרושים לכך שהפגז יגיע לקרקע עם מהירות שגודלה כגודל מהירות השיגור?
שיגור במהירות אפס
שיגור בזווית אפס
שיגור מהקרקע
תשובתכם אינה נכונה
כאשר המהירות ההתחלתית היא אפס, הפגז נופל נפילה חופשית ומהירותו גדלה כל הזמן
תשובתכם אינה נכונה.
הפגז משוגר בזריקה אופקית ולכן מהירותו כל הזמן גדלה
זה פשוט נכון!
הפגז משוגר במהירות התחלתית מסוימת. בעלייה מהירותו קטנה ובירידה מהירותו קטנה. כיוןן שהוא חוזר לאותו גובה- גם מהירותו הסופית היא כמהירותו ההתחלתית.


8. משגרים את הפגז מהקרקע. בדקו בהדמיה האם זמן עליית הפגז:
גדול מזמן הירידה
קטן מזמן הירידה
שווה לזמן הירידה
תשובה לא נכונה.
כאשר משגרים את הפגז מהקרקע זמן עליית הפגז שווה לזמן הירידה
תשובה לא נכונה.
כאשר משגרים את הפגז מהקרקע זמן עליית הפגז שווה לזמן הירידה
נכון מאוד!
יש סימטריה בין עליית הפגז לבין ירידתו.


כעת נשווה בין מעופם של מספר פגזים המשוגרים מהקרקע, תוך כדי שינוי תנאי ההתחלה שלהם. לשם כך נפנה להדמיה הבאה:


בהדמיה הנוכחית ניתן לשגר את הפגז, תוך שינוי תנאי ההתחלה הבאים: מהירותו, זווית השיגור שלו, והמסה.

שגרו את הפגז שבהדמיה (באמצעות לחיצה על כפתור Fire) ובדקו את העקבות שהוא משאיר. עקבות הפגז מציגות את מקומו של הפגז ברווחי זמן קבועים.

9. מדוע עקבות הפגז קרובות יותר זו לזו בחלק העליון של המסלול בהשוואה לחלק התחתון של המסלול? (רמז: התייחסו לצפיפות העקבות בהדמיה)
כי בחלק העליון מהירותו של הפגז יותר קטנה
כי בחלק העליון מהירותו של הפגז יותר גדולה
תשובתכם נכונה!
כיוון שהעקבות מסומנות ברווחי זמן קבועים- הרי ככל שהמרחקים ביניהם קטנים יותר- זה אומר שהפגז נע לאט יותר
תשובתכם אינה נכונה.
אילו מהירותו של הפגז בחלק העליון היתה גבוהה יותר- המרחקים בין העקבות היו גדולים. ככל שהוא עולה- מהירותו קטנה- וככל שהוא יורד- מהירותו גדלה


10.
שגרו את הפגז שלוש פעמים: בזווית הנתונה 70o, בזווית שיגור 45o , ובזווית של 20o. עקבו אחר הטווח האופקי אותו עבר הפגז בשלושת המקרים.
חלק א': מהו הקשר בין זווית השיגור לבין הטווח האופקי המקסימלי?

ככל שזווית השיגור גדולה יותר- הטווח גדול יותר
ככל שזווית השיגור גדולה יותר- הטווח קטן יותר
בזווית של 45o יש טווח מקסימלי.
תשובה לא נכונה.
זה נכון רק בזויות של עד 45o.
תשובה לא נכונה.
זה נכון רק בזויות גדולות מ- 45o
נכון!
בזויות קטנות או גדולות מ- 45o יש טווחים קטנים יותר.

  חלק ב': הציעו ניסוי נוסף שיבדוק את השערתכם בחלק א'.
שיגור פגז בזוויות של 70o, 60o, 50o.
שיגור פגז בזוויות של 70o, 45o, 30o.
שיגור פגז בזוויות של 40o, 30o, 20o.
תשובתכם אינה נכונה.
בדוגמה זו יש רק זוויות גדולות מ 45o, ולא ניתן ללמוד מהן מהם הטווחים המתקבלים בזוויות קטנות
יופי!
יש כאן דוגמה לזווית קטנה, ולזווית גדולה שבהן יש טווחים הקטנים מהטווח המתקבל בשיגור ב- 45o
תשובה לא נכונה.
בדוגמה זו יש רק זוויות קטנות מ 45o, ולא ניתן ללמוד מהן מהם הטווחים המתקבלים בזוויות גדולות

  חלק ג': נסו באמצעות ההדמיה לשגר מספר שיגורים השונים זה מזה רק בזווית השיגור וענו - טווח אופקי זהה מתקבל כאשר:
יש הפרשים קבועים בין הזוויות
זוויות השיגורים משלימות ל- 100o
זוויות השיגורים משלימות ל- 90o
תשובתכם אינה נכונה.
טווח אופקי זהה מתקבל כאשר זוויות השיגורים משלימות ל- 90o מעלות. אם תבדקו באמצעות ההדמיה תיווכחו שבשיגורים בזוגות של זוויות כמו - 30o ו- 60o או 20o ו- 70o מתקבלים אותם טווחים
תשובתכם אינה נכונה.
טווח אופקי זהה מתקבל כאשר זוויות השיגורים משלימות ל- 90o מעלות. אם תבדקו באמצעות ההדמיה תיווכחו שבשיגורים בזוגות של זוויות כמו - 30o ו- 60o או 20o ו- 70o מתקבלים אותם טווחים
יופי!
עבור שיגורים בזוגות של זוויות כמו - 30o ו- 60o או 20o ו- 70o מתקבלים אותם טווחים.

11. עבור אחד השיגורים שבצעתם קודם הורידו את מסת הפגז ל- 5kg. כיצד השתנה מסלול הפגז עקב כך?
טווח המסלול קטן
טווח המסלול לא השתנה.
טווח המסלול גדל.
תשובה לא נכונה.
בהיעדר התנגדות אוויר טווח המסלול לא תלוי במסת הפגז.
נכון מאוד!
בהיעדר התנגדות אוויר טווח המסלול לא תלוי במסת הפגז.
תשובה לא נכונה.
בהיעדר התנגדות אוויר טווח המסלול לא תלוי במסת הפגז.

12. חזרו על השיגור שביצעתם בשאלה הקודמת, אך כעת הוסיפו את התנגדות האוויר. בדקו את ההעתק האופקי
ההעתק האופקי לא השתנה
ההעתק האופקי קטן
ההעתק האופקי גדל
תשובה לא נכונה.
התנגדות האוויר גורמת לכך שיהיה עוד כוח בכיוון מנוגד לתנועת הפגז. כוח נוסף זה גורם האטת התנועה- הן בציר האופקי והן בציר האנכי, וכך, הטווח המתקבל הוא קטן יותר
צדקתם!
התנגדות האוויר גורמת לכך שיהיה עוד כוח בכיוון מנוגד לתנועת הפגז. כוח נוסף זה גורם האטת התנועה- הן בציר האופקי והן בציר האנכי, וכך, הטווח המתקבל הוא קטן יותר
תשובה לא נכונה.
התנגדות האוויר גורמת לכך שיהיה עוד כוח בכיוון מנוגד לתנועת הפגז. כוח נוסף זה גורם האטת התנועה- הן בציר האופקי והן בציר האנכי, וכך, הטווח המתקבל הוא קטן יותר

13. הגדילו את מסת הפגז בחזרה ל- 10 ק"ג ובדקו שוב את תנועתו- הפעם עם התנגדות האוויר. האם יש שינוי במסלול הפגז כתלות במסתו?
מסת הפגז אינה משפיעה על מסלול הפגז
ככל שמסת הפגז גדולה יותר- טווח תנועת הפגז קטן יותר
ככל שמסת הפגז גדולה יותר- טווח תנועת הפגז גדול יותר
תשובה לא נכונה.
התנגדות האוויר תלויה במסת הפגז: ככל שהמסה גדולה יותר- כך גדולה יותר התנגדות האוויר וטווח התנועה קטן
נכון!
התנגדות האוויר תלויה במסת הפגז: ככל שהמסה גדולה יותר- כך גדולה יותר התנגדות האוויר וטווח התנועה קטן
תשובה לא נכונה.
התנגדות האוויר תלויה במסת הפגז: ככל שהמסה גדולה יותר- כך גדולה יותר התנגדות האוויר וטווח התנועה קטן

14. שגרו את הפגז במהירות התחלתית נמוכה- פעם עם התנגדות אוויר ופעם שניה בלעדיה. שימו לב לשני המסלולים. לאחר מכן שגרו את הפגז במהירות התחלתית גבוהה- פעם עם התנגדות האוויר ופעם בלעדיה. שימו לב לשני המסלולים. מהי המסקנה המתבקשת?
להתנגדות האוויר השפעה שווה על המרחק האופקי- ללא קשר למהירות ההתחלתית
ככל שהקליע נע במהירות גבוהה יותר- להתנגדות האוויר השפעה גדולה יותר
ככל שהקליע נע במהירות גבוהה יותר- להתנגדות האוויר השפעה קטנה יותר.
תשובה לא נכונה.
התנגדות האוויר תלויה במהירות השיגור: ככל שהמהירות גדולה יותר- כך גדולה התנגדות האוויר. כך מתקבל הבדל גדול יותר בטווח הפגיעה במידה ובאזור יש התנגדות אוויר לעומת המצב בו אין כלל התנגדות אוויר
צדקתם!
התנגדות האוויר תלויה במהירות השיגור: ככל שהמהירות גדולה יותר- כך גדולה התנגדות האוויר. כך מתקבל הבדל גדול יותר בטווח הפגיעה במידה ובאזור יש התנגדות אוויר לעומת המצב בו אין כלל התנגדות אוויר
תשובה לא נכונה.
התנגדות האוויר תלויה במהירות השיגור: ככל שהמהירות גדולה יותר- כך גדולה התנגדות האוויר. כך מתקבל הבדל גדול יותר בטווח הפגיעה במידה ובאזור יש התנגדות אוויר לעומת המצב בו אין כלל התנגדות אוויר