מדינת ישראל סוג הבחינה :בגרות לבתי–ספר על–יסודיים מועד הבחינה :קיץ תש"ע2010 , סמל השאלון896201 : לשאלה 12 נספח: משרד החינוך מדעי ההנדסה ב' שתי יחידות לימוד הוראות לנבחן א .משך הבחינה :שלוש שעות. ב .מבנה השאלון ומפתח ההערכה :בשאלון זה שני פרקים: פרק ראשון: מערכות רב–תחומיות פרק שני: דילמה עליך לענות על ארבע מבין השאלות שבפרק הראשון ועל שאלת החובה שבפרק השני. לכל שאלה — 20נקודות ,ובסך הכול — 100נקודות. ג. חומר עזר מותר לשימוש :כל חומר עזר ,ובלבד שאינו מועבר בין הנבחנים ו/או כל אדם אחר. ד .הוראות מיוחדות: .1 בטרם תתחיל לענות על השאלות ,קרא אותן בעיון ּווַדֵא שההנחיות בדף זה מובנות לך היטב. .2 אם לדעתך חסר נתון בשאלה או בסרטוט ,הוסף אותו לפי שיקול דעתך .ציין בתשובתך את הנתון שהוספת. .3 ענה על השאלות על–פי הסדר הנראה לך. .4 בתשובה לשאלה חישובית ,עליך להציג את שלבי הפתרון באופן מפורט ולהסבירם בקצרה .קבלת מרב הנקודות מותנית במילוי דרישה זו. בשאלון זה 23עמודים ועמוד אחד של נספח. ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר, אך מכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! -2- מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 השאלות ענה על ארבע מבין השאלות ( 11—1לכל שאלה — 20נקודות). פרק ראשון :מערכות רב–תחומיות שאלה 1 מנוע DCמופעל באמצעות המערכת החשמלית המתוארת באיור א' לשאלה זו .מתח המנוע הוא . 12 Vמיתוג המנוע נעשה באמצעות מתח של . 5 V V = 12 V מנוע DC M 5V RB איור א' לשאלה 1 א .הסבר את פעולת המיתוג של הטרנזיסטור ואת תפקידו של הנגד . RB ב .המערכת החשמלית המתוארת באיור מיועדת להפעלת המנוע כפונקציה של עוצמת ההארה. העתק את איור א' למחברתך והוסף למערכת חיישן אור מסוג ( LDRחיישן שהתנגדותו קטנה והולכת ככל שעוצמת ההארה עליו גדלה) ורכיבים נוספים ,כך שהמערכת תפעיל את המנוע כאשר עוצמת ההארה תעלה על ערך שייקבע מראש. המשך בעמוד 3 -3- ג. מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 מציעים להחליף את המערכת האלקטרונית שבסעיף ב' בחיישן אור המחובר לממשק מחשב. היכן תחבר את המוצא הלוגי של ממשק המחשב למעגל ההפעלה של המנוע? נמק את תשובתך. ד .כתוב אלגוריתם או תכנית מחשב עבור ממשק המחשב המתואר בסעיף ג' .התכנית תקבל כקלט מהמשתמש שני ערכים של עוצמת הארה ,שיוזנו למשתנים Highsetו–Highset) Lowset תמיד גדול מ– . (Lowsetהתכנית תקבל כקלט מהחיישן את הערך הנמדד של עוצמת ההארה ותכניס אותו למשתנה . Lightהתכנית תפעיל/תכבה את המנוע באמצעות הצבת הערך 0או 1בהתאמה למשתנה , Motorעל–פי הכללים האלה: כאשר המנוע פועל ועוצמת ההארה יורדת מתחת ל– — Lowsetהמנוע ייכבה. כאשר המנוע כבוי ועוצמת ההארה עולה מעל — Highsetהמנוע יתחיל לפעול. ה .באיור ב' בעמוד הבא נתון גרף איכותי של עוצמת ההארה כפונקציה של הזמן .באיור ג' נתון גרף איכותי של התנגדות חיישן האור כפונקציה של הזמן .באיור ד' נתון גרף איכותי של מצב המנוע כפונקציה של הזמן .העתק למחברתך את הגרפים שבאיורים ב' ,ג' ו–ד' ,זה מתחת לזה .השלם ביד חופשית את הגרפים .העבר קו מקווקוו דוגמת זה המופיע באיורים בכל נקודת זמן שבה חל שינוי במצב המנוע. המשך בעמוד 4 -4- מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 עוצמת הארה Highset Lowset t איור ב' לשאלה 1 התנגדות חיישן האור t איור ג' לשאלה 1 מצב מנוע פועל כבוי t איור ד' לשאלה 1 המשך בעמוד 5 -5- מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 2 באיור א' לשאלה זו נתון מעגל חשמלי הכולל מגבר שרת אידיאלי. R2 80 kΩ 30 V R1 – Vout + 20 kΩ –30 V Vin איור א' לשאלה 2 א .זהה את סוג המגבר וחשב את ההגבר שלו. ב .חשב את מתח המוצא Voutעבור מתח הכניסה . Vin = –2 V מחברים במוצא המגבר מגבר נוסף ,כמתואר באיור ב' לשאלה זו. R2 R4 80 kΩ 6 kΩ 30 V 30 V – Vout + R3 – 3 kΩ + R1 20 kΩ –30 V –30 V 3 kΩ R5 Vs איור ב' לשאלה 2 המשך בעמוד 6 -6- ג. מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 זהה את סוג המגבר הנוסף וחשב את ההגבר שלו. ד .חשב את ההגבר הכולל של המעגל. ה .חשב את מתח המוצא Voutשל המעגל המופיע באיור ב' עבור: .1 Vs = –2 V .2 Vs = 4 V שאלה 3 נתונים ארבעה חיישנים למדידה של מהירות הזרימה של נוזל .החיישנים מודדים את המהירות וממירים את ערך המהירות למתח חשמלי .באיורים א'—ד' נתונים אופייני החיישנים. חיישן 12 10 8 m v sec 6 12 m v sec ]VA [V 4 2 0 30 25 20 15 10 5 0 8 C 6 איור ג' 12 10 8 m v sec איור א' חיישן 10 A חיישן 4 2 4 6 2 0 חיישן D ]VD [V 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 12 10 m v sec איורים א'—ד' לשאלה 3 60 50 40 30 20 10 0 איור ב' ]VC [V 0 B ]VB [V 8 6 4 2 0 60 50 40 30 20 10 0 איור ד' המשך בעמוד 7 -7- מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 נגדיר שני מצבי זרימה :זרימה איטית( v ≤ 6 m ,מצב " "0לוגי) וזרימה מהירה, sec " "1לוגי). m sec ( v > 6מצב א .תכנן וסרטט מעגל התרעה אלקטרוני ,הכולל את חיישן . Cהמעגל מפיק במוצאו מתח בהתאם למהירות הזרימה הנמדדת .הפעולה נעשית לפי התנאים האלה: כאשר הזרימה איטית ,מתח המוצא יהיה . 0 V כאשר הזרימה מהירה ,מתח המוצא יהיה . 5 V ארבעת החיישנים מותקנים במערכת בקרה המבקרת את הזרימה של מי הים אל מפעל להתפלת מים .החיישנים מותקנים בארבע נקודות שונות ,בסדר המתואר באיור ה' לשאלה. חיישן D חיישן B חיישן C חיישן A כיוון זרימת המים איור ה' לשאלה 3 זרימה בלתי מאוזנת קיימת כאשר מצב הזרימה (איטית או מהירה) בחיישן שונה ממצב הזרימה של שני החיישנים משני צדיו .למשל ,כאשר חיישנים Aו– Cיצביעו על זרימה איטית (" "0לוגי), ואילו חיישן Bיצביע על זרימה מהירה (" "1לוגי). ב .במדידה כלשהי התקבלו מהחיישנים הקריאות האלה: VA = 24 V , VB = 30 V , VC = 35 V , VD = 30 V האם המערכת תתריע על זרימה בלתי מאוזנת במצב הנתון? נמק את תשובתך. נתונה מערכת התרעה המאתרת באמצעות ארבעת החיישנים שבאיור ה' מצב שבו קיימת זרימה בלתי מאוזנת. ג. רשום טבלת אמת של מערכת ההתרעה. ד .בצע מינימיזציה לפונקציה המתקבלת מטבלת האמת (פשט אותה ככל האפשר). ה .ממש את מערכת ההתרעה באמצעות מספר קטן ככל האפשר של שערים. המשך בעמוד 8 -8- מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 4 בחניון מכוניות יש ארבע קומות ,ובכל קומה חמישה מקומות חנייה (המסומנים בספרות Iעד .)V בכל מקום חנייה מוצב חיישן מגע שמעביר למערכת המעקב אות בינארי אשר מציין את מצב תפוסת החנייה במקום. המידע מהחיישנים מגיע אל הדקי כניסה של ְמ ָתאֵם ,כך שבכל פעם מגיע מידע רק מקומה מסוימת. מספר הקומה המדּווחת נקבע באמצעות שתי סיביות בקרה S1 ,ו– , S2כמתואר בטבלה שלהלן: מספר הקומה S1 S2 1 0 0 2 1 0 3 0 1 4 1 1 המידע מחמשת החיישנים של הקומה המסוימת מגיע אל הסיביות D7–D3של מערך הסיביות . D7–D0המידע לסיבית D7מגיע במהופך. D0 D1 D2 D3 חיישן I D4 חיישן II D5 חיישן III D6 חיישן D7 IV חיישן V הערך 0משמעותו מקום חנייה פנוי; הערך 1משמעותו מקום חנייה תפוס. מצב תפוסת החנייה בחניון מוצג באמצעות מטריצה המתוארת בטבלה שלהלן: מספר הקומה חנייה I חנייה II חנייה III חנייה IV חנייה V 1 2 3 4 מקום חנייה תפוס ייוצג בטבלה על–ידי הערך , 1ומקום חנייה פנוי ייוצג בטבלה על–ידי הערך .0 המשך בעמוד 9 -9- מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 הנח כי בתחילה כל מקומות החנייה פנויים. כתוב תכנית אשר במשך 1,000מחזורים תציג את מצב התפוסה של מקומות החנייה בחניון בהתאם לערכי סיביות הבקרה .הנח כי בכל מחזור נתונים ערכי סיביות הבקרה וערך סיביות המערך . D7–D0שים לב להדק הכניסה המהופך בסיבית . D7 הנחיה :ניתן להשתמש בפקודת הזזה בינארית ימינה . B >> x ,פקודה זו מזיזה את הסיביות של ( Bערך בינארי) xהזזות ימינה ,ומכניסה משמאל אפסים .למשל ,עבור הערך הבינארי , 1101 1001 הזזה של 3סיביות ימינה תיראה כך. 11011001 >> 3 = 00011011 : המשך בעמוד 10 - 10 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 5 בקבוצת כדורסל יש 9שחקנים שמספריהם 1עד . 9 להלן תיאור של כמה אירועים אפשריים במשחק כדורסל: — זריקה לסל העשויה להקנות לשחקן ולקבוצתו 3נקודות או 2נקודות או נקודה אחת (מספר הנקודות תלוי במקום שממנו נזרק הכדור לסל) .אם הזריקה מסתיימת בקליעה לסל (הכדור נכנס לסל) ,השחקן וקבוצתו מקבלים את הנקודות .אם הזריקה מסתיימת בהחטאה (הכדור לא נכנס לסל) ,השחקן וקבוצתו אינם מקבלים את הנקודות. במהלך משחק כדורסל מתנהלת עבור כל אחד מהשחקנים טבלת סטטיסטיקה שמשתניה הם אלה: — סך כול הנקודות — מספר הזריקות לסל המזכות בנקודה אחת — מספר הקליעות לסל המזכות בנקודה אחת — מספר הזריקות לסל המזכות ב– 2נקודות — מספר הקליעות לסל המזכות ב– 2נקודות — מספר הזריקות לסל המזכות ב– 3נקודות — מספר הקליעות לסל המזכות ב– 3נקודות עליך לכתוב תכנית לניהול המשתנים הסטטיסטיים של משחק כדורסל. הנתונים מוזנים לתכנית במהלך המשחק בצורה של מספר תלת–ספרתי ,כאשר שלוש הספרות הן אלה: — ספרת המאות — מספר סידורי של השחקן — ספרת העשרות — המשתנה הסטטיסטי לפי המפתח הזה: — 1זריקה לסל המזכה בנקודה אחת — 2זריקה לסל המזכה בשתי נקודות — 3זריקה לסל המזכה בשלוש נקודות ספרת האחדות — — 0החטאה — 1 ,קליעה. המשך בעמוד 11 - 11 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 להלן שתי דוגמאות: שחקן מס' 5קלע סל המזכה ב– 2נקודות :יוזן המספר . 521 שחקן מס' 7החטיא סל המזכה ב– 3נקודות :יוזן המספר . 730 הקלט מסתיים בקבלת הערך . –1 א .ממש את מבנה הנתונים של טבלת הסטטיסטיקה של השחקנים .הסבר כיצד מבנה הנתונים שבחרת עונה על הדרישות. ב .כתוב תכנית המבצעת את המשימות האלה: .1 בכל פעם שמתקבל נתון סטטיסטי ,מתעדכנת טבלת הסטטיסטיקה. .2 מחשבת את אחוזי הקליעה של כל שחקן בכל אחד מסוגי הזריקות לסל (לפי מספר הנקודות). אחוז הקליעה הוא היחס בין מספר הקליעות למספר הזריקות לסל .למשל ,במקרה של קליעות מתוך 16זריקות ,התוצאה היא .3 12 × 100 = 75% 16 12 . בתום המשחק ,התכנית מדפיסה את אחוז הקליעות לכל שחקן בזריקה של 2נקודות. המשך בעמוד 12 - 12 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 6 עליך לתכנן מערכת רובוטית המשתמשת בפס גלאים למיון שלושה מטבעות בעלי קטרים שונים: 1ש"ח — 18מ"מ 2 ,ש"ח — 22מ"מ ו– 5ש"ח — 24מ"מ; עובי המטבעות אחיד .המערכת מיועדת לספירת מטבעות המונחים על–גבי מסוע (רצועה נעה) ,כמתואר באיור א'. פס גלאים 5 מסוע 5 2 2 1 1 מטבעות איור א' לשאלה 6 פס הגלאים מותקן במקביל למסוע ודוגם את המטבעות מהצד בפרקי זמן קצרים וקבועים ,כך שהמסוע נע קדימה 2מ"מ בין דגימה לדגימה .האורך הפעיל של פס הגלאים הוא 30מ"מ .בפס נמצאים 150גלאים ,ורזולוציית המדידה היא 0.2מ"מ .הגלאים פועלים בשיטה הבינארית: 0מייצג "אור עובר" ו– 1מייצג "אור לא עובר" .המטבעות מונחים על–גבי המסוע ,כך שמטבע אחד לא מסתיר מטבע אחר ,והמרחק ביניהם הוא לפחות 0.3מ"מ .באיור ב' לשאלה מוצגת דוגמה לתמונה המתקבלת בזיכרון המחשב באחת הדגימות. כיוון תנועת המסוע 30 24 מטבע של מטבע יוצא 5ש"ח מאזור המדידה באזור המדידה מטבע נכנס לאזור המדידה איור ב' לשאלה 6 המשך בעמוד 13 - 13 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 א .מטבע של 5ש"ח מופיע באזור המדידה של פס הגלאים .נתון שהדגימה הראשונה היא כמתואר באיור ג' לשאלה זו .העתק למחברתך את הטבלה שלהלן ,וכתוב בה עבור כל דגימה מהו האורך הנדגם במטבע הזה על–ידי פס הגלאים. כיוון תנועת המסוע 30 2מ"מ איור ג' לשאלה 6 מספר הדגימה האורך 2 הנדגם (מ"מ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 4 ב .המדידה הראשונה של מטבע המופיע באזור המדידה של הגלאים עשויה לתת ערכי מדידה שונים .כתוב מהו תחום ערכי המדידה העשויים להופיע במדידה הראשונה .נמק את תשובתך. ג. הנח שבאזור הגלאים מופיע מטבע אחד בלבד .כתוב תכנית בשפה עילית או אלגוריתם מילולי שמקבלים כקלט את נתוני פס הגלאים ומאתרים את סוג המטבע. המשך בעמוד 14 - 14 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 7 מערכת לבקרת טמפרטורה מבקרת את הטמפרטורה בתוך אקווריום. א .סרטט דיאגרמת מלבנים המתארת את מערכת הבקרה הזו. ב .המערכת האלקטרונית המתוארת באיור א' משמשת לביצוע בקרת הטמפרטורה באקווריום. R2הוא נגד משתנה שבאמצעותו נקבעת הטמפרטורה הרצויה. R4הוא נגד תלוי טמפרטורה מסוג . NTC מתח המוצא מהמערכת מוזן לגוף חימום דרך מגבר הספק כאשר . Vcc = 5 V הסבר מדוע הנגד R4חייב להיות מסוג . NTC Vcc R1 Vcc Vout R3 – R2 + R4 איור א' לשאלה 7 ג. מהו סוג הבקרה (בקרה פרופורציונלית או בקרת ) ON/OFFשמאפשרת המערכת האלקטרונית המתוארת באיור א'? ד .נתון שהטמפרטורה הרצויה באקווריום היא . T = 25 °Cסרטט גרף איכותי של מתח המוצא כפונקציה של טמפרטורת האקווריום בתחום . 30 °C – 20 °C R שאלה 8 באיור א' מוצג תרשים סכמתי של אות אק"ג של פעימת לב אחת: איור א' לשאלה 8 T P S Q המשך בעמוד 15 - 15 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 א .התבונן באיור והסבר מה מייצג גל , Pמה מייצגת מערכת QRSומה מייצג גל . T ב .באיור ב' נתון אות אק"ג תקין של כמה פעימות ,ובאיורים ג'—ו' נתונים אותות אק"ג המעידים על הפרעות בפעולת הלב .כל משבצת בציר הזמן מייצגת פרק זמן של . 0.2 secציין עבור כל אחד מהאיורים ג'—ו' מהי החריגה באות אק"ג ועל מה היא מעידה? בתשובתך התייחס לשלבי פעימת הלב ולהולכה החשמלית בזמן פעימה. איור ב' לשאלה 8 איור ג' לשאלה 8 איור ד' לשאלה 8 איור ה' לשאלה 8 איור ו' לשאלה 8 המשך בעמוד 16 - 16 - ג. מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 ניתן לאתר באות אק"ג את שיאי האות Rבאמצעות סף :ניתן להניח שכל שיאי ה– Rהם בעלי עוצמה גבוהה מהסף ,ואין שיא אחר באות בעוצמה גבוהה מהסף .החיישן מפיק במוצאו תחום מתח של 5 V – 0 Vהמחובר למחשב באמצעות ממיר A/Dבעל 8סיביות. באיור ז' מוצג אות אק"ג בעל סף של 2.3 Vורק שיאי ה– Rהם מעל לסף. ]V [Volt סף לאיתור שיאי 3.1 2.9 2.7 R 2.5 2.3 2.1 1.9 1.7 1.5 1.3 1.1 16000 18000 ]time [ms 12000 14000 10000 8000 6000 4000 2000 0 איור ז' לשאלה 8 .1 מה כושר האבחנה (הרזולוציה) של הממיר ? A/D .2 מהו הערך העשרוני עבור ערך הסף ? 2.3 V .3 כמה פעימות לב נמדדות בחיישן בשנייה אחת? בסס את תשובתך על איור ז'. המשך בעמוד 17 - 17 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 9 א .ככל שהעורקים רחוקים מהלב ,קטֵן לחץ הדם בהם .הסבר מדוע. ב .לחץ הדם באדם שבעורקיו הצטברו משקעים על דופנות כלי הדם ,שונה מלחץ הדם באדם בריא .הסבר מדוע. ג. אדם בריא נמצא בתחנת חלל בתנאים של "חוסר משקל" .האם "חוסר המשקל" יגרום לשינויים בלחץ הדם בעורקים שלו לעומת לחץ הדם בעורקים של אדם הנמצא תחת השפעת כוח הכבידה הרגיל של כדור הארץ? נמק את תשובתך. ד .סרטט גרף איכותי המתאר את לחץ הדם בעורקים כפונקציה של מרחקם מהלב עבור כל אחד מהמקרים הבאים :אדם בריא ,אדם שבדופנות כלי הדם שלו הצטברו משקעים ,אדם בריא השוהה בתחנת חלל .סרטט את שלושת הגרפים על אותה מערכת צירים .סמן יחידות וערכים על הצירים. ה .הלב מזרים את הדם בפעימות ,ואולם בפועל זרימת הדם בעורקים היא רציפה .הסבר מהו המנגנון היוצר את הזרימה הרציפה של הדם בעורקים. המשך בעמוד 18 - 18 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 10 טיל אוויר — אוויר נע אופקית אל עבר מטרה הנמצאת במישור מעופו .נדרש תיקון בכיוון מעוף הטיל כמתואר באיור. איור לשאלה 10 א .הסבר כיצד מנגנון ההיגוי של הטיל גורם לשינוי בכיוון מעופו. ב .רדיוס הפנייה בעת תמרון מושפע משלושה משתנים פיזיקליים. ג. .1 ציין את שלושת המשתנים הפיזיקליים המשפיעים על רדיוס הפנייה ואת יחידותיהם. .2 בחר בנפרד כל אחד משלושת המשתנים הפיזיקליים שציינת בתשובתך לסעיף ב'1 וקבע פי כמה יגדל או יקטן רדיוס הפנייה של הטיל אם משתנה זה גדל פי שלושה ושני המשתנים האחרים נותרים ללא שינוי. .3 האם ניתן לבצע תמרון חד עד כדי כך שרדיוס הפנייה יהיה ? R = 0נמק את תשובתך. מערכת לבקרת כיוון מעופו של טיל מורכבת ממייצב כיוון בזנב הטיל וממערכת הנעה ובקרה .בקרת הטיל היא בקרה רציפה בחוג סגור. .1 מהו הרכיב במערכת ההיגוי המשמש כ"אלמנט בקרה סופי" (שסתום בקרה)? נמק את תשובתך. .2 מהו הרכיב במערכת לבקרת כיוון של טיל המשמש כ"חיישן"? נמק את תשובתך. המשך בעמוד 19 - 19 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 שאלה 11 מנהרת רוח בעלת חתך בצורת ריבוע שאורך צלעו 0.3מטרים נדרשת לעבוד במהירויות זרימת אוויר בתחום — 50 m sec m sec . 120מהירות האוויר נמדדת בעזרת צינור פיטו שבקצהו מחובר מנומטר מים ,כמתואר באיור א' לשאלה .11 נתונים: — צפיפות המים: — צפיפות האוויר: kg m3 ρwater = 1, 000 kg m3 ρair = 1 חריר לחץ סטטי → → → Δh → → → חריר לחץ כולל איור א' לשאלה 11 א .הסבר את עקרון המדידה של מהירות האוויר על–ידי מערכת זו. ב .נתון מנומטר שבו הגובה ∆hהמרבי הוא 0.8מטר .האם מנומטר זה מתאים לביצוע מדידות מהירות במנהרת רוח זו בתחום העבודה של המנהרה? נמק את תשובתך באמצעות חישוב. ג. לצורך מחשוב המדידה הוחלף המנומטר בשני גלאי לחץ זהים ,כמתואר באיור ב' לשאלה .11 כל גלאי הינו בעל הגבר של 1 V ⋅ 50 kPa (כלומר ,כל שינוי של 50 kPaבלחץ גורם לשינוי של 1 Vבגלאי) .מוצאי הגלאים חוברו לכניסות מגבר המגביר פי 25את הפרש האותות המתקבלים מהגלאים .האות מהמגבר מוזן לממיר A/Dבעל 8סיביות שמתאים לתחום המתח . 5 V – 0 Vחשב את כושר האבחנה (רזולוציה) במדידת הלחץ במערכת זו. המשך בעמוד 20 - 20 - מגבר גלאים הפרש מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 חריר סטטי → → → A/D → → → חריר כולל איור ב' לשאלה 11 ד .נדרש להגיע למהירות של m sec , 140ללא שינוי הספיקה שהייתה במהירות m sec . 120תאר את השינוי שיש לבצע בחתך מנהרת הרוח כדי להגיע למהירות הרצויה ,וחשב את שטח החתך לאחר השינוי. ה .האם המערכת הממוחשבת מתאימה למדידה אמינה במהירות של m sec ? 140נמק את תשובתך. המשך בעמוד 21 - 21 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 פרק שני :דילמה ענה על שאלה — 12שאלת חובה ( 20נקודות). שאלה 12 קרא את שני הקטעים שלהלן וענה על השאלות המופיעות לאחריהן. קטע קריאה א': גורמים המשפיעים על מחירה של תרופה התהליך הנדרש מתחילת הפיתוח של תרופה (תרופת פטנט או תרופה אתית) ועד לשיווקה בשוק התרופות נמשך כיום כ– 12 – 10שנים .בתהליך שני שלבים עיקריים: .1 מחקר ופיתוח של התרופה שעלותם כ– 2 ⋅ 107ש"ח. .2 בדיקת התרופה — כדי לבחון אם היא עונה על הצורך שלשמו פותחה ולוודא שאין לה תופעות לוואי מזיקות .בדיקה זו נעשית בפיקוח ממשלתי (בארה"ב על–ידי ה–, FDA ובאירופה — על–ידי ה– .)EDMAשלב זה של הבדיקה עלותו כ– 2 ⋅ 108ש"ח. לעתים קרובות ,חברות משקיעות במחקר ופיתוח אבל הן אינן מגיעות לתוצאה המקווה .למעשה, רק 10%מהמחקרים מסתיימים בפיתוח תרופה שיכולה לעבור משלב 1לשלב .2 פעמים רבות ,רשויות המוסמכות לכך אינן מאשרות את ייצור התרופה ושיווקה .למעשה ,רק 10%מהבדיקות מסתיימות באישור התרופה לייצור ולשיווק. מכאן ,שרק 1מתוך 100ניסיונות מסתיים באישור התרופה על–ידי הרשויות המוסמכות לכך. אם מביאים בחשבון גם את ההשקעה באותם ניסיונות כושלים ,אזי ההשקעה שנדרשת מחברת התרופות כדי לפתח תרופה חדשה היא כ– 4 ⋅109ש"ח. ראוי לציין כי קיימות גם תרופות המיועדות למחלות נדירות שבהן לוקים מספר קטן של אנשים. נשאלת השאלה :האם כדאי לחברת תרופות להתחיל להשקיע במחקר ובפיתוח תרופות כאלה? מחלות נדירות כאלה נקראות "מחלות יתומות" שכן מרבית חברות התרופות אינן מנסות לפתח תרופות נגד מחלות אלה. המשך בעמוד 22 - 22 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 קטע קריאה ב': סל הבריאות "חוק ביטוח בריאות ממלכתי" נחקק במדינת ישראל בשנת . 1995החוק מסדיר את חובת המדינה לאזרחיה ואת חובותיו של האזרח בקשר לנושא הבריאות .החוק הגדיר מה סוג הטיפולים והתרופות שלהן זכאי כל אזרח בישראל .ההתפתחות הטכנולוגית והמחקר מגלים מדי שנה תרופות חדשות ומפתחים מכשור רפואי חדש וסוגי טיפולים מתקדמים .מכאן שיש צורך לעדכן את "סל הבריאות" (כלומר ,את רשימת הטיפולים והתרופות שהאזרח זכאי להן) .משיקולי בריאות נכון היה להכניס כל תרופה או טיפול חדשים לתוך "סל הבריאות" ,אולם מקצת התרופות והטיפולים עלותם גבוהה ,אין אפשרות לממן את כולם ויש לקבוע סדרי עדיפות בקשר לתרופות וטיפולים שייכללו ב"סל הבריאות" .לצורך עדכון שוטף של "סל הבריאות" הוקמה ועדה ציבורית :בוועדה חברים נציגי משרד הבריאות ,קופות החולים ,ההסתדרות הרפואית ,נציג אגף התקציבים באוצר ונציגי ציבור .חברי הוועדה דנים בשאלה אילו תרופות יש להכניס לסל. ניתן לחלק את התרופות לשלושה סוגים: תרופות מצילות חיים — אלו תרופות שמניעתן מחולה עלולה להביא למותו בתוך זמן קצר או ארוך. תרופות משפרות איכות חיים — אלו תרופות שמניעתן מחולה גורמת לחיי סבל אבל לא למוות. תרופות מניעה — תרופות הניתנות לחולים כדי למנוע את הידרדרות מצב בריאותם. בטבלה שלהלן דוגמה לכמה תרופות שהוועדה המליצה עליהן. מס' 1 2 3 4 5 תיאור התרופה טיפול בסרטן מסוג א' טיפול בסרטן מסוג ב' גמילה מעישון טיפול במחלת עור טיפול במחלת הכשל החיסוני סוג היקף חולים צפוי בשנה עלות שנתית כוללת (במיליון ש"ח) מצילה חיים 300 34.0 מצילה חיים 350 5.5 מניעה שיפור איכות חיים 6,000 6.2 11,500 0.96 מצילה חיים 170 5.4 עלות שנתית לחולה (בש"ח) טבלה לשאלה 12 המשך בעמוד 23 - 23 - מדעי ההנדסה ב' ,קיץ תש"ע סמל 896201 להלן דברים שנאמרו בישיבות הוועדה: דובר א' :תרופה 1מיועדת לטיפול בסרטן בנשים ,רובן בגילאים 30ומעלה .מחיר התרופה גבוה, ואם לא נכניסה לסל הדבר יביא למותן .נוסף על כך ,חשוב שחברות התרופות יידעו שכדאי להן לפתח תרופות גם ל"מחלות יתומות" ,וגם אם עלותן רבה מאוד ,המדינה תעמיד את המימון לרכישתן. דובר ב' :תרופה 2מיועדת לטיפול בסרטן אצל גברים ונשים בגילאי 20ומעלה .מחיר התרופה גבוה ,ואם לא נכניסה לסל הדבר יביא למותם. נציג קופת חולים :תרופה 3מיועדת לסייע בגמילה מעישון .ראוי לציין כי 90%ממקרי סרטן הריאה נובעים מעישון .לכן כל השקעה בטיפול מניעה תקטין את מספר החולים בסרטן הריאה. נציג ההסתדרות הרפואית :תרופה 4מיועדת לחולים במחלת עור .המחלה מופיעה בדרך–כלל אצל נשים וגברים בגילאי , 60–50והיא גורמת סבל גדול לחולים בה. נציג הציבור :תרופה 5מיועדת לטיפול במחלת הכשל החיסוני .זוהי מחלה מידבקת הנחשבת כיום למגפה עולמית .חשוב להכלילה בסל כדי להקטין את מספר החולים העלולים להדביק אנשים בריאים. נציג האוצר :אני מבין את הצורך לכלול את כל התרופות בסל ,אבל תקציב המדינה מוגבל .השנה התקציב המרבי המיועד לקבוצת התרופות שבטבלה הוא 46מיליון ש"ח. ענה על השאלות הבאות: א .בקטע הקריאה הראשון נתון כי עלות פיתוח תרופה חדשה הוא כ– 4 ⋅ 109ש"ח .חשב מתוך נתוני הקטע הראשון כיצד הגיע הכותב לנתון זה. ב .חשב את העלות השנתית לחולה לכל אחת מהתרופות ,והשלם את העמודה השמאלית בטבלה שבנספח לשאלה זו. הדבק את מדבקת הנבחן שלך במקום המיועד לכך בנספח והדק אותו למחברתך. ג. נציג האוצר הודיע שהתקציב המרבי המיועד לקבוצת התרופות שבטבלה הוא 46מיליון ש"ח .תאר לעצמך שהנך חבר בוועדת התרופות :אילו מבין 5התרופות שבטבלה היית ממליץ לכלול בסל ואילו לא .הסבר את שיקוליך( .הנך רשאי להשתמש בנימוקים המצוינים בקטעי הקריאה ולהוסיף גם נימוקים משלך). בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל. אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך. נספח :לשאלה 12 מקום למדבקת נבחן לשאלון ,896201קיץ תש"ע שים לב :הדבק את מדבקת הנבחן שלך במקום המיועד לכך בנספח והדק אותו למחברתך. מס' 1 2 3 4 5 תיאור התרופה טיפול בסרטן מסוג א' טיפול בסרטן מסוג ב' גמילה מעישון טיפול במחלת עור טיפול במחלת הכשל החיסוני סוג היקף חולים צפוי בשנה עלות שנתית כוללת (במיליון ש"ח) מצילה חיים 300 34.0 מצילה חיים 350 5.5 מניעה שיפור איכות חיים 6,000 6.2 11,500 0.96 מצילה חיים 170 5.4 עלות שנתית לחולה (בש"ח)
© Copyright 2024