‫‪ 41‬בינואר‪5142 ,‬‬ ‫המכינה הקדם אקדמית‬ ‫מבחן שבועי בפיסיקה‬ ‫כיתה י'‪.‬‬ ‫משך המבחן ‪ 01‬דקות‪.‬‬ ‫חומר עזר מותר‪ -‬מחשבון ‪ ,‬דף נוסחאות‪.‬‬ ‫שאלה ‪ -1‬שאלת חובה‪.‬‬ ‫יש לענות על אחת מהשאלות ‪.3 ,5‬‬ ‫כל תשובה חייבת להיות מלווה בחישוב או בנימוק מילולי‪.‬‬ ‫בהצלחה!‬ ‫שאלה ‪ – 1‬שאלת חובה‪.‬‬ ‫תיבה שמסתה ‪ 1.2‬ק"ג‪ ,‬נעה לאורך קו ישר על משטח‬ ‫אופקי מחוספס בכיוון החיובי של ציר ה‪.x -‬‬ ‫מקדם החיכוך בקינטי בין התיבה למשטח הוא ‪.k=0.1‬‬ ‫בזמן ‪ t=0‬היתה התיבה בנקודה ששיעורה ‪.x=0‬‬ ‫הגרף שבתרשים א' מתאר את האנרגיה הקינטית‪ , Ek ,‬של‬ ‫התיבה כפונקציה של מיקומה‪ , x ,‬ב‪ 21 -‬המטרים‬ ‫הראשונים של תנועתה‪.‬‬ ‫שם משפחה‪________________ -‬‬ ‫שם פרטי‪-‬‬ ‫________________‬ ‫יש לענות על אחת משתי השאלות הבאות‪:‬‬ ‫שאלה מספר ‪2‬‬ ‫חוקר ביצע ניסוי שמטרתו לחקור את התנועה המעגלית ולחשב את תאוצת הכובד ‪.g‬‬ ‫הוא השחיל חרוז קטן על חישוק חלק וסובב את החישוק סביב ציר אנכי העובר דרך מרכזו‪.‬‬ ‫החוקר שינה את המהירות הזוויתית של החישוק ומדד את המרחק האנכי ‪y‬‬ ‫בין מישור התנועה של החרוז לבין מרכז החישוק (ראה תרשים)‪ ,‬כתלות בזמן המחזור‪.‬‬ ‫המדידות בוצעו בזמן שהחרוז לא מחליק ביחס לחישוק המסתובב‪.‬‬ ‫תוצאות המדידות מרוכזות בטבלה הבאה‪:‬‬ ‫‪5.0‬‬ ‫‪5.0‬‬ ‫‪5.0‬‬ ‫‪0.2‬‬ ‫‪0.1‬‬ ‫]‪ y [m‬המרחק האנכי‬ ‫‪1.41‬‬ ‫‪2.16‬‬ ‫‪2.25‬‬ ‫‪5..5‬‬ ‫‪5.60‬‬ ‫]‪ T [Sec‬זמן המחזור‬ ‫‪‬‬ ‫‪g‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪m‬‬ ‫א‪ .‬שרטט תרשים כוחות ברור ומוקפד עבור החרוז בזמן שהוא מסתובב יחד עם החישוק (ולא מחליק ביחס‬ ‫אליו)‪.‬‬ ‫ב‪ .‬פתח ביטוי המתאר את ‪ y‬כתלות ב‪.T -‬‬ ‫ג‪ .‬שרטט גרף המתאר את המרחק האנכי ‪ y‬כתלות במשתנה מתאים‪ ,‬כך שהגרף המתקבל הוא לינארי‪.‬‬ ‫בחר את המשתנה הבלתי תלוי המתאים‪ ,‬השלם את הטבלא בהתאם ושרטט את הגרף‪.‬‬ ‫ד‪ .‬על פי הגרף ששרטטת בסעיף ג' את תאוצת הכובד ‪.g‬‬ ‫ה‪ .‬אם הניסוי היה נערך הירח‪ ,‬האם הגרף ששרטטת בסעיף ג' היה משתנה?‬ ‫אם לא‪ ,‬הסבר מדוע‪.‬‬ ‫אם כן‪ ,‬הוסף (באופן איכותי) לגרף ששרטטת את השינוי שיחול בגרף‪.‬‬ ‫‪y‬‬ ‫שאלה מספר ‪. 3‬‬ ‫‪‬‬ ‫שני הנערים שבתרשים בודקים את חוקי המכניקה בגן השעשועים‬ ‫שבעיר‪.‬‬ ‫מסת המוטות בהם נאחזים הנערים ניתנת להזנחה‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫המוט המרכזי מסתובב במהירות זויתית ‪.‬‬ ‫‪l1  l‬‬ ‫מסות הנערים‪ m -‬ו‪ ,2m -‬כמופיע בתרשים‪.‬‬ ‫אורכי המוטות‪ l -‬ו‪ , 0.75 l -‬כמופיע בתרשים‪.‬‬ ‫‪l2  0.75l‬‬ ‫‪m1  m‬‬ ‫‪h  2l‬‬ ‫‪m2  2m‬‬ ‫א‪ .‬פתחו ביטוי המראה את התלות בין זוויות הפריסה ‪ 1‬ו ‪ 2‬‬ ‫שיוצרים המוטות עם האנך‪ ,‬לנתוני השאלה‪.‬‬ ‫ב‪ .‬איזה נער נמצא גבוה יותר מעל לקרקע? נמקו‪.‬‬ ‫ג‪ .‬חשבו את המתיחות בכל מוט‪.‬‬ ‫ד‪ .‬מכבים את מנוע המתקן וכשהמוטות חוזרים למצב האנכי‬ ‫מפעילים את המנוע שנית ומגדילים את המהירות הזוויתית לאט‬ ‫לאט ובהדרגה‪.‬‬ ‫סמנו את המשפט הנכון ונמקו את בחירתכם‪.‬‬ ‫‪ .4‬המוטות יפרשו ביחס לאנך מיד כש ‪  0‬‬ ‫‪ .5‬כאשר המהירות הזוויתית תהיה גדולה מערך מסוים‪ ,‬שני המוטות יחלו להתפרס בו‪-‬זמנית ביחס לאנך‪.‬‬ ‫‪ .3‬כאשר המהירות הזוויתית תהיה גדולה מערך מסוים‪ ,‬קודם יפרש המוט הארוך ורק אח"כ המוט הקצר‪.‬‬ ‫‪ .1‬כאשר המהירות הזוויתית תהיה גדולה מערך מסוים‪ ,‬קודם יפרש המוט הקצר ורק אח"כ המוט הארוך‪.‬‬