‫מדינת ישראל‬ ‫סוג הבחינה‪ :‬בגרות לבתי–ספר על–יסודיים‬ ‫מועד הבחינה‪ :‬קיץ תשע"ב‪2012 ,‬‬ ‫סמל השאלון‪896201 :‬‬ ‫‬ ‫ 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 ‫‬ ‫דילמה‬ ‫פרק שני‪:‬‬ ‫עליך לענות על שלוש מבין השאלות שבפרק הראשון ועל שאלת החובה שבפרק השני‪.‬‬ ‫לכל שאלה — ‪ 25‬נקודות‪ ,‬ובסך הכול — ‪ 100‬נקודות‪.‬‬ ‫‬ ‫ג‪.‬‬ ‫חומר עזר מותר לשימוש‪ :‬כל חומר עזר‪ ,‬כתוב על נייר‪ ,‬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 על–פי 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 ‪ 22‬עמודים‪.‬‬ ‫ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר‪,‬‬ ‫אך מכוונות הן לנבחנות והן לנבחנים‪.‬‬ ‫בהצלחה!‬ ‫‪-2-‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫השאלות‬ ‫פרק ראשון‪ :‬מערכות רב–תחומיות (‪ 75‬נקודות)‬ ‫ענה על שלוש מבין השאלות ‪( 13—1‬לכל שאלה — ‪ 25‬נקודות)‪.‬‬ ‫שאלה ‪1‬‬ ‫התקן פנימי בתוך מחשב מתחמם כתוצאה מפעולת המחשב‪ .‬קירור ההתקן נעשה על–ידי מאוורר‬ ‫המתחיל לפעול כאשר טמפרטורת ההתקן מגיעה לטמפרטורת סף‪ , T ,‬או עולה מעליה‪.‬‬ ‫א‪ .‬באיור א' נתון תרשים מלבנים של מערכת הבקרה של טמפרטורת ההתקן‪ .‬הסבר את תפקידו‬ ‫של כל רכיב במערכת הבקרה‪.‬‬ ‫התקן מבוקר‬ ‫רכיב הפעלה‬ ‫חיישן‬ ‫בקר‬ ‫טמפרטורה‬ ‫‪T‬‬ ‫טמפרטורה נמדדת‬ ‫איור א' לשאלה ‪1‬‬ ‫המשך בעמוד ‪3‬‬ ‫‪-3-‬‬ ‫‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫באיור ב' מתוארת המערכת האלקטרונית המבצעת את פעולת הבקרה‪:‬‬ ‫‪12 V‬‬ ‫‪12 V‬‬ ‫מנוע‬ ‫‪GND‬‬ ‫‪GND‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪1Y‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪2Y‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪3Y‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪4Y‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪1A‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2A‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪3 A L 293‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪4A‬‬ ‫‪L 293‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1,2 EN‬‬ ‫‪+5 V‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3,4 EN‬‬ ‫‪+5 V‬‬ ‫‪40 kΩ +5 V‬‬ ‫‪5 +‬‬ ‫‪6‬‬ ‫–‬ ‫‪7‬‬ ‫‪4, 5, 12, 13‬‬ ‫‪GND‬‬ ‫‪GND‬‬ ‫חיישן‬ ‫טמפרטורה‬ ‫‪52 kΩ‬‬ ‫‪Rp‬‬ ‫‪GND‬‬ ‫איור ב' לשאלה ‪1‬‬ ‫‬ ‫רכיבי המערכת האלקטרונית‪:‬‬ ‫‬ ‫— חיישן טמפרטורה המחובר בטור לנגד שהתנגדותו ‪. 52 kW‬‬ ‫‬ ‫— פוטנציומטר ‪ Rp‬המחובר בטור לנגד שהתנגדותו קבועה — ‪. 40 kW‬‬ ‫‬ ‫—‬ ‫מגבר משווה‬ ‫‬ ‫—‬ ‫הרכיב ‪ , L 293‬המופיע באיור ב'‪ ,‬משמש כמפעיל )‪ (driver‬למנוע‪ .‬ברכיב ארבע כניסות‪,‬‬ ‫שכל אחת מהן יכולה לקבל מתח של ‪ 0 V‬או של ‪ . 5 V‬לכל כניסה מתאימה יציאה אחת‪,‬‬ ‫שמקבלת מתח של ‪ 0 V‬או ‪ 12 V‬לשם הפעלת המנוע‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫יציאה ‪ 3‬מתאימה לכניסה ‪ , 7‬ויציאה ‪ 6‬מתאימה לכניסה ‪ , 2‬כלומר‪ ,‬כאשר כניסות ‪ 2‬או‬ ‫‪ 7‬של הרכיב מקבלות מתח של ‪ 0 V‬או ‪ , 5 V‬אזי היציאה המתאימה מקבלת מתח של‬ ‫‪ 0 V‬או ‪ , 12 V‬בהתאמה‪.‬‬ ‫—‬ ‫מנוע‬ ‫המשך בעמוד ‪4‬‬ ‫‪-4-‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫נתוני חיישן הטמפרטורה מוצגים בטבלה שלהלן ובאיור ג'‪:‬‬ ‫טמפרטורה ב–‪ °C‬התנגדות‬ ‫‪10‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪55‬‬ ‫‪22‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪45‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪42‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪38‬‬ ‫ב–‪kΩ‬‬ ‫‬ ‫שים לב‪ :‬בתחום הטמפרטורות ‪ 24 °C — 18 °C‬ההתנגדות משתנה באופן לינארי ביחס‬ ‫לטמפרטורה‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪5‬‬ ‫‪-5-‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫התנגדות‬ ‫החיישן‬ ‫התנגדות חיישן הטמפרטורה‬ ‫כתלות בטמפרטורה‬ ‫]‪[kΩ‬‬ ‫‪120‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬ ‫טמפרטורה ]‪[°C‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫איור ג' לשאלה ‪1‬‬ ‫ב‪ .‬נתון שהתנגדות הפוטנציומטר במצב המתואר באיור ב' היא ‪ . Rp = 40 kΩ‬חשב את‬ ‫הטמפרטורה שמעליה המתח ביציאה ‪ 7‬של המגבר יהיה ‪( 5 V‬הצג את התוצאה המדויקת —‬ ‫ספרה אחת אחרי הנקודה העשרונית)‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫מהו תחום הטמפרטורות שבו יפעל המנוע (יסתובב בכיוון מסוים)? הסבר את תשובתך‪.‬‬ ‫ד‪ .‬הסבר כיצד ניתן לקבוע בעזרת הפוטנציומטר את טמפרטורת הסף‪. T ,‬‬ ‫ה‪ .‬איזה רכיב המופיע במעגל החשמלי שבאיור ב' קובע את טמפרטורת הסף‪? T ,‬‬ ‫ו‪.‬‬ ‫איזה רכיב המופיע במעגל החשמלי שבאיור ב' ממלא את התפקיד של המשווה המופיע‬ ‫בתרשים המלבנים שבאיור א'‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪6‬‬ ‫‪-6-‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫שאלה ‪2‬‬ ‫באיור לשאלה זו נתון מעגל חשמלי המשמש להפעלת ממסר )‪ (relay‬באמצעות מתג טרנזיסטורי‪.‬‬ ‫‪12 V‬‬ ‫‪relay‬‬ ‫‪N.O.‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪E‬‬ ‫‪RP‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪SW‬‬ ‫‪0-100 kΩ‬‬ ‫‪C1‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪5V‬‬ ‫–‬ ‫איור לשאלה ‪2‬‬ ‫הטרנזיסטור מגיע לרוויה כאשר ‪ . VBE = 0.7 V‬הנח שהדיודה ‪ D‬במעגל היא אידאלית‪ .‬הזנח את‬ ‫פרק הזמן שעובר מתחילת זרימת הזרם דרך סליל הממסר ועד לרגע שמגע הממסר נסגר‪.‬‬ ‫א‪ .‬הסבר כיצד פועל המעגל‪.‬‬ ‫ב‪ .‬הנח בסעיף זה שקיים נתק בין הנקודות ‪ K‬ו–‪. B‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫סרטט במחברתך את המתח על הקבל ‪ C1‬כפונקציה של הזמן‪ ,‬החל מרגע סגירת‬ ‫המפסק ‪. SW‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫ציין על ציר הזמן של הגרף שסרטטת את הנקודה ‪ — τ‬ערך קבוע הזמן של טעינת הקבל‪,‬‬ ‫כאשר ‪. τ = Rp · C1‬‬ ‫הנח שלא קיים נתק בין הנקודות ‪ K‬ו–‪ . B‬סרטט באותה מערכת צירים שסרטטת בסעיף ב'‪1‬‬ ‫את גרף המתח על הקבל ‪ C1‬כפונקציה של הזמן‪.‬‬ ‫ד‪ .‬מוסיפים למעגל את הנגד ‪ R1 = 10 kΩ‬במקביל לדיודה ‪ . D‬האם ניתן לנתק במצב זה את‬ ‫הדיודה ‪ D‬מבלי לפגוע בפעולת המעגל?‬ ‫המשך בעמוד ‪7‬‬ ‫‪-7-‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫שאלה ‪3‬‬ ‫באיור לשאלה זו נתון תרשים של ממיר ‪ A.D.C.‬הנקרא ‪. FLASH‬‬ ‫‪5V‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪A1‬‬ ‫‪out‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪V1‬‬ ‫–‬ ‫‪R‬‬ ‫‪B1‬‬ ‫מעגל‬ ‫לוגי‬ ‫‪A2‬‬ ‫‪out‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪V2‬‬ ‫–‬ ‫‪R‬‬ ‫‪B2‬‬ ‫‪A3‬‬ ‫‪out‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪V3‬‬ ‫–‬ ‫‪R‬‬ ‫איור לשאלה ‪3‬‬ ‫שלושת המשווים שבחלק השמאלי של המעגל משווים את מתח המבוא האנלוגי ‪ Vin‬למתחים‬ ‫‪ V2 , V1‬ו–‪ V3‬בהתאמה‪.‬‬ ‫‪ A2 , A1‬ו–‪ A3‬הם מוצאים בינאריים שערכו של כל אחד מהם הוא "‪ "1‬כאשר –‪ , V+ ≥ V‬או "‪"0‬‬ ‫כאשר –‪. V+ < V‬‬ ‫המעגל הלוגי שבחלק הימני של המעגל ממיר את הביטוי שמתקבל במוצאי המשווים ‪A2 , A1‬‬ ‫ו–‪ A3‬לביטוי של ‪ B1‬ו–‪ B1 . B2‬ו–‪ B2‬הם ייצוג בינארי של מתח הכניסה האנלוגי‪. Vin ,‬‬ ‫המשך בעמוד ‪8‬‬ ‫‪-8-‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫א‪ .‬חשב את המתחים ‪ V2 , V1‬ו–‪. V3‬‬ ‫ב‪ .‬נתון כי מתח המבוא הוא בתחום ‪. 0 V ≤ Vin ≤ 5 V‬‬ ‫רשום את כל הצירופים האפשריים למוצאים ‪ A2 , A1‬ו–‪. A3‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‬ ‫נתונה טבלת אמת של המצבים האפשריים במעגל הלוגי עבור ‪ B1 , A3 , A2 , A1‬ו–‪. B2‬‬ ‫‪B2‬‬ ‫‪B1‬‬ ‫‪A3‬‬ ‫‪A2‬‬ ‫‪A1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫הסתמך על טבלת האמת ורשום ביטויים לוגיים עבור מתחי המוצא ‪ B1‬ו–‪ . B2‬צמצם את‬ ‫הביטויים באמצעות חוקי האלגברה הבוליאנית‪.‬‬ ‫ד‪ .‬הסתמך על הביטויים הלוגיים שרשמת בסעיף ג'‪ ,‬וסרטט את המעגל הלוגי הדרוש כדי לקבל‬ ‫ייצוג בינארי באמצעות ‪ B1‬ו–‪ B2‬של אותות הכניסה ‪ A2 , A1‬ו–‪. A3‬‬ ‫שאלה ‪4‬‬ ‫שני מספרים‪ A ,‬ו–‪ , B‬שלמים וחיוביים וגדולים מ–‪ , 9‬נקראים "דומים" אם גם הספרה השמאלית‬ ‫וגם הספרה הימנית שלהם זהות‪.‬‬ ‫לדוגמה‪ :‬זוג המספרים ‪ 2018‬ו–‪ 207658‬הם מספרים "דומים"‪ ,‬ואילו זוג המספרים ‪ 46‬ו–‪ 64‬או זוג‬ ‫המספרים ‪ 406‬ו–‪ 246‬אינם מספרים "דומים"‪.‬‬ ‫א‪ .‬כתוב פונקציה המקבלת כקלט מספר שלם חיובי‪ . number ,‬הנח כי המספר הנקלט גדול‬ ‫מ–‪ . 9‬הפונקציה תחזיר מספר דו–ספרתי "דומה" למספר שנקלט‪.‬‬ ‫ב‪ .‬כתוב פונקציה‪ ,‬המשתמשת בפונקציה אשר כתבת בסעיף א'‪ ,‬המקבלת שני מספרים חיוביים‬ ‫שלמים‪ .‬הנח שהמספרים גדולים מ– ‪. 9‬‬ ‫הפונקציה תחזיר את הערך ‪ True‬אם המספרים "דומים"‪ ,‬והיא תחזיר את הערך ‪ False‬אם‬ ‫המספרים "לא דומים"‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫כתוב תכנית ראשית‪ ,‬המשתמשת בפונקציה שכתבת בסעיף ב'‪ ,‬הקולטת ‪ 100‬זוגות של‬ ‫מספרים שלמים חיוביים‪ .‬הנח שהמספרים גדולים מ–‪. 9‬‬ ‫‬ ‫התכנית תציג את מספר זוגות המספרים ה"דומים"‪ .‬אם אין מספרים "דומים"‪ ,‬התכנית‬ ‫תודיע "אין מספרים דומים"‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪9‬‬ ‫‪-9-‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫שאלה ‪5‬‬ ‫הוחלט לבדוק את גילם של הנגנים בחמש תזמורות גדולות‪ .‬מספר הנגנים בתזמורת אינו עולה על‬ ‫‪ 100‬נגנים‪ .‬לשם כך נאספו לגבי כל תזמורת הנתונים האלה‪:‬‬ ‫‪.I‬‬ ‫מספר הנגנים בתזמורת;‬ ‫‪ II.‬רשימת הגילים בשנים (מספרים שלמים) של כל נגני התזמורת‪ .‬ידוע כי גילו של נגן לא יכול‬ ‫להיות מתחת ל–‪ 15‬וגם לא מעל ‪. 70‬‬ ‫מעוניינים לקבל את המידע הזה‪:‬‬ ‫—‬ ‫גילו של הנגן הצעיר ביותר בכל אחת מהתזמורות‪.‬‬ ‫—‬ ‫הגיל השכיח בתזמורת‪ .‬הנח כי בכל תזמורת קיים רק גיל שכיח אחד‪.‬‬ ‫א‪ .‬כדי לקבל את המידע המבוקש‪ ,‬עליך לרשום אלגוריתם לפי השלבים שלהלן‪:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫תאר את האלגוריתם באמצעות תת–משימות‪ ,‬כך שכל תת–משימה תתמלא באמצעות‬ ‫פונקציה‪ .‬הגדר בעבור כל פונקציה את‪ :‬כותרת הפעולה‪ ,‬טענת הכניסה (‪ )input‬וטענת‬ ‫היציאה (‪.)output‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫עבור כל תת–משימה קבע את המשתנים העיקריים‪ ,‬הגדר את טיפוסיהם ותאר את‬ ‫תפקידיהם‪.‬‬ ‫ב‪ .‬כתוב תכנית שתממש את הפונקציה המחזירה את הגיל השכיח בתזמורת‪.‬‬ ‫הגיל השכיח בתזמורת הוא הגיל שמופיע מספר הפעמים הרב ביותר ברשימת הגילים של נגני‬ ‫התזמורת‪ .‬הנח שכל הפונקציות ממומשות בהתאם לתת–המשימות שתוארו בסעיף א'‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫בהנחה שכל הפונקציות ממומשות בהתאם לתיאור שתיארת בסעיף א'‪ ,‬הגדר את הפעולה‬ ‫הראשית באלגוריתם‪ ,‬המדפיסה את התשובות המבוקשות‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪10‬‬ ‫‪- 10 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫שאלה ‪6‬‬ ‫באיור א' לשאלה זו מתואר רובוט בעל ארבעה צירי סיבוב המצוינים בספרות ‪ 1‬עד ‪ . 4‬בקצה‬ ‫זרוע הרובוט מותקנים מלקחיים‪.‬‬ ‫מידות הרובוט נתונות באיור במטרים‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪.4 m‬‬ ‫‪m‬‬ ‫‪0.4‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪m‬‬ ‫‪0.2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪90°‬‬ ‫‪0.4 m‬‬ ‫איור א' לשאלה ‪6‬‬ ‫א‪ .‬מהי הצורה החיצונית של מעטפת העבודה של הרובוט ומהן מידותיה?‬ ‫ב‪ .‬ציר מספר ‪ 3‬של הרובוט נתקע במצב המתואר באיור‪ .‬מהי הצורה החיצונית של מעטפת‬ ‫העבודה של הרובוט במצב זה ומהן מידותיה?‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ברובוט מותקן חיישן מעוות למדידת משקל המטען שנושאים המלקחיים שבקצה הזרוע‪.‬‬ ‫באיור ב' לשאלה נתון גרף המתאר את התנגדות החיישן כפונקציה של משקל המטען‬ ‫שנושאים המלקחיים‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪11‬‬ ‫‪- 11 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫התנגדות ]‪[Ω‬‬ ‫‪1,200‬‬ ‫‪1,000‬‬ ‫‪800‬‬ ‫‪600‬‬ ‫‪400‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫משקל ]‪[N‬‬ ‫איור ב' לשאלה ‪6‬‬ ‫חיישן המעוות הוכנס כחלק ממעגל חשמלי הכולל גשר ויטסטון ומגבר‪ .‬באיור ג' נתון המעגל‬ ‫החשמלי של החיישן המסומן באיור כנגד שהתנגדותו ‪. R1‬‬ ‫‪VT = 5 V‬‬ ‫‪R3‬‬ ‫‪LED‬‬ ‫‪R5‬‬ ‫‪R1‬‬ ‫–‬ ‫‪+‬‬ ‫‪R4‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫איור ג' לשאלה ‪6‬‬ ‫המשך בעמוד ‪12‬‬ ‫‪- 12 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫קבע את ערך הנגד הקבוע‪ , R2 ,‬המחובר בטור לחיישן‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫באיזה מבין הנגדים ‪ R1‬או ‪ R2‬עולה המתח כאשר המשקל שהמלקחיים נושאים גָדֵל?‬ ‫נמק את תשובתך‪.‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫ה–‪ LED‬שבמוצא המגבר משמש להתראה‪ ,‬והוא נדלק כאשר משקל המטען שהמלקחיים‬ ‫נושאים גדול מ–‪ . 40 N‬נתון ש– ‪ . R3 = 1000 Ω‬חשב את ערך הנגד ‪. R4‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫נתון כי המתח הדרוש להפעלת ה–‪ LED‬במעגל הוא ‪ , 1.7 V‬והזרם הזורם דרכו‬ ‫הוא ‪. 2 mA‬‬ ‫חשב את ערך הנגד ‪ R5‬הדרוש‪ .‬הסבר את חישובך‪.‬‬ ‫שאלה ‪7‬‬ ‫באיור לשאלה זו מתואר רובוט–זרוע‪.‬‬ ‫‪XW‬‬ ‫‪XL‬‬ ‫‪A‬‬ ‫קורה‬ ‫מערכת הנעה‬ ‫חיישן כוח‬ ‫מערכת הנעה‬ ‫עמוד‬ ‫משקולת‪,‬‬ ‫מטען‪,‬‬ ‫‪W‬‬ ‫‪LOAD‬‬ ‫איור לשאלה ‪7‬‬ ‫הרובוט צריך להרים מטענים שונים המוצבים במרחק ‪ XL‬מבסיס הרובוט (‪ XL‬משתנה ממטען‬ ‫למטען)‪.‬‬ ‫רכיבי הרובוט‪:‬‬ ‫—‬ ‫זרוע הרובוט המורכבת מקורה ועמוד‪ ,‬כמתואר באיור;‬ ‫—‬ ‫חיישן כוח המודד את משקל המטען (‪ )LOAD‬שמרים הרובוט;‬ ‫—‬ ‫משקולת ‪ W‬שמשקלה ‪ , 50 N‬הנמצאת במרחק ‪ XW‬מעמוד הרובוט;‬ ‫המשך בעמוד ‪13‬‬ ‫‪- 13 -‬‬ ‫—‬ ‫מערכת הנעה שמניעה את וו ההרמה לאורך הקורה;‬ ‫—‬ ‫מערכת הנעה שמניעה את המשקולת ‪ W‬לאורך הקורה;‬ ‫—‬ ‫מערכת מדידה המודדת את מרחק המטען מעמוד הרובוט‪.‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫תיאור פעולת מערכת הבקרה של הרובוט‪:‬‬ ‫מערכת הבקרה של הרובוט גורמת להנעת המשקולת ‪ W‬כך שההפרש בין המומנט שנוצר על–ידי‬ ‫המטען סביב הציר ‪ A‬ובין המומנט שנוצר על–ידי המשקולת סביב ציר‪ A‬לא יעלה על ערך נתון‪.‬‬ ‫א‪ .‬מהו המשתנה המבוקר ומהן יחידותיו?‬ ‫ב‪ .‬מהו המשתנה המבקר ומהן יחידותיו?‬ ‫ג‪.‬‬ ‫מהו "שסתום הבקרה" במערכת הבקרה של הרובוט?‬ ‫ד‪ .‬סרטט תרשים מלבנים של מערכת הבקרה של הרובוט‪ .‬ציין בתוך כל מלבן את שם הרכיב‬ ‫שהוא מייצג‪.‬‬ ‫רשום מעל כל חץ את שם המשתנה שהוא מייצג‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪14‬‬ ‫‪- 14 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫שאלה ‪8‬‬ ‫א‪ .‬פרט שני נזקים אפשריים לאדם כתוצאה מיתר–לחץ–דם‪.‬‬ ‫ב‪ .‬אילו תנאים נדרשים מאיבר כלשהו בגוף (חוץ מהיד) כדי שאפשר יהיה למדוד בו לחץ–דם?‬ ‫ג‪.‬‬ ‫במכשיר דיגיטלי למדידת לחץ–דם יש חיישן שממיר לחץ למתח חשמלי לפי היחס‬ ‫‪mV‬‬ ‫‪ , 3‬נדרש למדוד לחץ–דם עד ‪ 200 mm Hg‬ולהעביר את האות לממיר ‪ A / D‬בעל‬ ‫‪mm Hg‬‬ ‫‪ 8‬סיביות‪,‬‬ ‫המקבל אות מתח בתחום ‪ 0 V‬עד ‪. 5 V‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫נדרש להגביר את אות המוצא מהחיישן לפני הזנתו לממיר ה–‪ . A / D‬הסבר מדוע‬ ‫נדרשת הגברת האות‪ ,‬וחשב את ההגבר הדרוש‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫חשב את השינוי המזערי (מינימלי) בלחץ–הדם שאפשר למדוד באמצעות המערכת‬ ‫הכוללת מכשיר דיגיטלי כמתואר בשאלה וכן מגבר בעל ההגבר שחישבת בסעיף ג‪.1‬‬ ‫האם השינוי המזערי מספיק לשם מדידת לחץ–דם? נמק את תשובתך‪.‬‬ ‫שאלה ‪9‬‬ ‫א‪ .‬ציין שתי דוגמאות להתאמות של בעלי–חיים הומיאותרמיים לסביבתם בבתי גידול קרים‪.‬‬ ‫הסבר כיצד כל אחת מההתאמות מאפשרת לבעלי–החיים לשרוד בבתי גידול קרים‪.‬‬ ‫ב‪ .‬כאשר טמפרטורת הסביבה נמוכה‪ ,‬זרימת הדם בגפיים של האדם משתנה‪ .‬זרימת הדם רבה‬ ‫יותר במערכת הוורידים הפנימית מאשר במערכת הורידים ההיקפית‪ .‬כך מנוצלת זרימה‬ ‫נגדית ְמשַ ְחלֶפֶת לשם שימור החום‪ .‬באיור לשאלה זו נתון סרטוט סכמתי המתאר את מעבר‬ ‫החום בין העורק לוו‪‎‬ריד‪.‬‬ ‫מקרא‪:‬‬ ‫טמפרטורה‬ ‫גבוהה‬ ‫עורק‬ ‫מעבר חום‬ ‫טמפרטורה‬ ‫נמוכה‬ ‫וריד‬ ‫איור לשאלה ‪9‬‬ ‫הסבר כיצד מנגנון זה תורם להומאוסתזיס של טמפרטורת הגוף‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪15‬‬ ‫‪- 15 -‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫סרטט תרשים מלבנים של מערכת הבקרה של טמפרטורת הגוף‪ .‬ציין בתוך כל מלבן את‬ ‫שם הרכיב שהוא מייצג‪ .‬רשום מעל כל חץ את שם המשתנה שהוא מייצג‪ .‬ציין בתרשים‬ ‫את המשתנה המבוקר‪ ,‬את המשתנה המבקר‪ ,‬את הערך הרצוי ואת התהליך‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫ציין דוגמה אחת למשתנה הפרעה‪.‬‬ ‫ד‪ .‬באיזה מבין המשתנים שצוינו בסעיף ג' חל שינוי כתוצאה מעליית חום אצל חולה שלקה‬ ‫במחלה זיהומית?‬ ‫ה‪ .‬האם תופעת ההומיאוסתזיס של טמפרטורת הגוף מבוססת על משוב חיובי או על משוב‬ ‫שלילי? נמק את תשובתך‪.‬‬ ‫שאלה ‪10‬‬ ‫א‪ .‬תחנת החלל הבין–לאומית נעה במסלול מעגלי בגובה ‪ 400 km‬מעל פני כדור–הארץ‪.‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫חשב את מהירותה של תחנת החלל‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫כמה הקפות סביב כדור–הארץ עושה תחנת החלל ביממה?‬ ‫ב‪ .‬הלוויין ‪ UARS‬שוגר לחלל לפני כ–‪ 20‬שנה‪ ,‬כדי לחקור את חלקה העליון של האטמוספרה‪.‬‬ ‫הלוויין התרסק במהלך חודש ספטמבר ‪. 2011‬‬ ‫ציין שתי סיבות אפשריות להתרסקותם של לוויינים מסוג זה‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫מכשירים הנמצאים בתוך הלוויין מפיקים חום‪ .‬תאר את התהליך שבאמצעותו נשמרת‬ ‫הטמפרטורה בתוך הלוויין‪ .‬התייחס בתשובתך לתהליכי העברת החום‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪16‬‬ ‫‪- 16 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫שאלה ‪11‬‬ ‫מטוס מקטין את מהירותו לקראת נחיתתו‪.‬‬ ‫א‪.1 .‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫הסבר כיצד משפיעה הקטנת המהירות של מטוס על כוח העילוי שלו‪ .‬הסבר כיצד‬ ‫מתקנים את השינוי שחל בכוח העילוי‪.‬‬ ‫ציין באילו תנאים תתרחש הינתקות זרימה מכנף המטוס והסבר מדוע היא מסוכנת‪.‬‬ ‫ב‪ .‬באיור לשאלה זו מתוארים שני מצבי זרימה באזור כנף‪.‬‬ ‫במצב ‪ I‬מתוארים קווי זרימה באזור הכנף שבו הזרימה תקינה‪.‬‬ ‫במצב ‪ II‬מתוארים קווי זרימה באזור הכנף שבו קיימת הינתקות של הזרימה‪.‬‬ ‫‪ V‬מהירות‬ ‫האוויר‬ ‫מצב‬ ‫‪I‬‬ ‫מצב‬ ‫‪II‬‬ ‫‪ V‬מהירות‬ ‫האוויר‬ ‫איור לשאלה ‪11‬‬ ‫‬ ‫ציין אילו שינויים חלים במהירות הזרימה לאורך פרופיל הכנף בין שני המצבים המתוארים‬ ‫באיור‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ממקמים שני חיישני לחץ לאורך פרופיל הכנף‪ .‬תפקיד החיישנים הוא להתריע על הינתקות‬ ‫הזרימה מהכנף‪.‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫העתק למחברתך את מצב ‪ I‬שבאיור‪ ,‬וציין על–גבי האיור את מיקום החיישנים לאורך‬ ‫פרופיל הכנף‪ .‬ציין באיור את החיישנים בספרות ‪ 1‬ו–‪. 2‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫מה צפוי להיות ההבדל בין הערכים שקוראים חיישני הלחץ במצב זרימה תקינה לבין‬ ‫הערכים שקוראים חיישני הלחץ במצב זרימה מנותקת?‬ ‫המשך בעמוד ‪17‬‬ ‫‪- 17 -‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫תחום המדידה של הלחץ המוחלט של החיישנים הוא בין‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫‪kN‬‬ ‫‪m2‬‬ ‫‪ 80‬ל–‬ ‫‪kN‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪m‬‬ ‫‪. 130‬‬ ‫ממיר ‪ A / D‬בעל ‪ 8‬סיביות ממיר לערכים דיגיטליים את הלחץ הנמדד בערכים‬ ‫אנלוגיים‪ .‬ערכים אלה מוזנים למחשב‪ :‬הלחץ הנמדד על–ידי חיישן ‪ 1‬מוזן ל–‪, PORT 1‬‬ ‫והלחץ הנמדד על–ידי חיישן ‪ 2‬מוזן ל–‪ . PORT 2‬קיים חשש להינתקות הזרימה כאשר‬ ‫הפרש הלחצים גדול מ–‬ ‫‬ ‫‪kN‬‬ ‫‪m2‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫כתוב תכנית מחשב הקוראת את ערכי הלחץ ומתריעה על סכנה של הינתקות הזרימה‪.‬‬ ‫התכנית תימנע מהתרעה עקב קריאה של ערכי לחץ חריגים‪.‬‬ ‫שאלה ‪12‬‬ ‫באיור לשאלה זו מתוארים כיווני הרוחות והשפעתם על זרמי קו–המשווה‪.‬‬ ‫איור א לשאלה ‪12‬‬ ‫המשך בעמוד ‪18‬‬ ‫‪- 18 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫א‪ .‬הסבר מהו "אזור התכנסות משווני" — ‪ ; (Intertropical Convergence Zone) ITCZ‬ציין היכן‬ ‫הוא נמצא ופרט שניים ממאפייניו‪.‬‬ ‫ב‪.1 .‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫הסבר מהם אזורי הפחתה (‪ )downwelling‬ומהם אזורי עליית מים (‪. )upwelling‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫כיצד נוצרים אזורי הפחתה ואזורי עליית מים?‬ ‫‪.3‬‬ ‫רשום השפעה אחת שיש לאזורי הפחתה ולאזורי עליית מים על הסביבה הימית‪.‬‬ ‫תאר את תופעת אל–ניניו והסבר כיצד היא נוצרת‪ .‬לווה את הסברך בסכמה‪.‬‬ ‫ד‪ .‬ציין מהן ההשפעות הביולוגיות של תופעת האל–ניניו על החי והצומח‪ ,‬ברמה העולמית‬ ‫וברמה המקומית‪.‬‬ ‫שאלה ‪13‬‬ ‫באיור א' לשאלה זו מתואר שדה ריכוז המליחות (ערכים ממוצעים)‪ ,‬ביחידות של גרם מלח לכל‬ ‫‪ 1,000‬גרם מים באוקיינוס‪.‬‬ ‫איור א' לשאלה ‪13‬‬ ‫באיור ב' לשאלה זו מוצגים שני משתנים כתלות בקו רוחב‪ ,‬כאשר‪:‬‬ ‫—‬ ‫הקו המקווקוו מייצג את ההפרש בין מידת ההתאדות‪ , E ,‬לבין מידת המשקעים‪ , P ,‬בשנה‪.‬‬ ‫—‬ ‫הקו הרציף מייצג את מליחות המים‪. S ,‬‬ ‫המשך בעמוד ‪19‬‬ ‫‪- 19 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫איור ב' לשאלה ‪13‬‬ ‫א‪ .‬הסתמך על איור א' וקבע היכן המליחות גבוהה יותר‪ :‬באוקיינוס הפסיפי או באוקיינוס‬ ‫האטלנטי? נמק את תשובתך‪.‬‬ ‫ב‪ .‬הסתמך על איור ב' וענה על השאלות שלהלן‪:‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫מהם האזורים הגאוגרפיים שבהם כמות המים המגיעים לאוקיינוס גדולה מכמות‬ ‫המים המתאדים מהם? נמק את תשובתך‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫מהי רמת המליחות באזורים שציינת בתשובתך לסעיף ב'‪? 1‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫הסבר על–פי איור ב' את התכונות של אזור ההתכנסות המשווני‬ ‫)‪. (ITCZ – Intertropical Convergence Zone‬‬ ‫ערכי המליחות נתונים לשינויים מקומיים ועונתיים‪.‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫אילו שינויים צפויים באזור מפרץ?‬ ‫‪.2‬‬ ‫תאר את השינויים העונתיים במליחות מי הים במפרץ אילת‪ .‬ציין את הסיבה לשינויים‬ ‫אלו‪.‬‬ ‫ד‪ .‬ציין את שמותיהם של שני מנגנונים ביולוגיים של יצורים הלופיליים (יצורים אוהבי מלח)‪,‬‬ ‫המסייעים להם להתקיים בסביבה מלוחה מאוד‪.‬‬ ‫המשך בעמוד ‪20‬‬ ‫‪- 20 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫פרק שני‪ :‬דילמה (‪ 25‬נקודות)‬ ‫ענה על שאלה ‪ — 14‬שאלת חובה‪.‬‬ ‫שאלה ‪14‬‬ ‫‪.I‬‬ ‫‬ ‫אנרגיית שמש‬ ‫את מרבית האנרגיה מקבל כדור–הארץ מהשמש‪ .‬אנרגיית שמש של כ–‪ 1360‬ג'אול בממוצע‬ ‫פוגעת בכל שנייה במ"ר אחד על–פני כדור–הארץ‪ .‬אנרגיה זו גורמת‪ ,‬בין השאר‪ ,‬להתאדות‬ ‫מי–הים וכתוצאה מכך לשרשרת התופעות האלה‪ :‬היווצרות עננים‪ ,‬ירידת גשמים וזרימת‬ ‫מים מראשי ההרים דרך הנהרות אל הים‪.‬‬ ‫אנרגיה זו גורמת גם להבדל בהתחממות של הים ושל היבשה‪ ,‬וכתוצאה מכך להיווצרות‬ ‫הרוח‪ .‬אנרגיית השמש משתתפת גם בתהליך הפוטוסינתזה שבו נקלטת אנרגיה מהשמש‬ ‫וצמחים גדלים‪ .‬צמחים אלה בתורם מזינים בעלי–חיים‪ .‬צמחים ובעלי–חיים הופכים לאחר‬ ‫מותם לדלקים‪ ,‬כמו פחם‪ ,‬נפט וגז‪ ,‬בתהליך הנמשך מאות אלפי שנים‪.‬‬ ‫‪ .II‬ייצור וצריכה של אנרגיה חשמלית‬ ‫זרם חשמלי הוא אחד האמצעים הנוחים והיעילים להעברת אנרגיה ממקום למקום‪ .‬זוהי‬ ‫אחת הסיבות לשימוש הנרחב שעושה האנושות בחשמל ולריבוי סוגי המכשירים שפעולתם‬ ‫מבוססת על אנרגיה חשמלית‪ .‬ייצור החשמל נעשה כיום בעיקר בתחנות–כוח המבוססות על‬ ‫פחם‪ ,‬על גז או על אנרגיה גרעינית‪ .‬משם זורם הזרם החשמלי לצרכנים באמצעות מוליכים‪.‬‬ ‫‬ ‫תהליך ייצור החשמל בתחנת–כוח מבוסס על חימום מים והפיכתם לקיטור‪ .‬הקיטור מסובב‬ ‫ציר של גנרטור‪ .‬חימום המים והפיכתם לקיטור דורשים כמות רבה של אנרגיה‪ .‬אנרגיה זו‬ ‫מתקבלת בדרכים האלה‪ :‬שריפת פחם (בתחנת–כוח המבוססת על פחם)‪ ,‬שריפת גז‬ ‫(בתחנת–כוח המבוססת על גז)‪ ,‬שריפת נפט (בתחנת–כוח המבוססת על נפט) או התפרקות‬ ‫רדיואקטיבית של אורניום או פלוטוניום (בתחנת–כוח גרעינית)‪.‬‬ ‫‬ ‫מקורות האנרגיה הללו — פחם‪ ,‬גז‪ ,‬נפט ואנרגיה גרעינית — מכונים "מקורות אנרגיה לא–‬ ‫מתחדשים"‪ ,‬כיוון שנדרשים מיליוני שנים להיווצרותם הטבעית‪ .‬ניצול מקורות אנרגיה אלה‬ ‫גורם להידלדלותם וקצב ההתחדשות שלהם הוא מזערי‪.‬‬ ‫‬ ‫ההספק החשמלי שנדרש בעולם כולו בשנת ‪ 2011‬היה ‪. 1.96 · 1012 Watt‬‬ ‫המשך בעמוד ‪21‬‬ ‫‪- 21 -‬‬ ‫‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫בטבלה שלהלן ובאיור מוצגים נתונים על גידול האוכלוסייה בעולם בשנים ‪. 2011 – 1960‬‬ ‫שנה‬ ‫גודל האוכלוסייה‬ ‫‪1960‬‬ ‫‪1974‬‬ ‫‪1987‬‬ ‫‪1999‬‬ ‫‪2011‬‬ ‫‪2020‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬ ‫?‬ ‫]‪ [109‬נפש‬ ‫גודל האוכלוסייה‬ ‫]‪[×109‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2020‬‬ ‫‪2010‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪1980‬‬ ‫‪1990‬‬ ‫‪1970‬‬ ‫‪1960‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1950‬‬ ‫שנה‬ ‫איור לשאלה ‪14‬‬ ‫‪ .III‬זיהום סביבתי וסכנות של תחנות–כוח‬ ‫‬ ‫תחנות–כוח השורפות פחם‪ ,‬דלק או גז מזהמות את סביבתן‪ .‬תוצרי השריפה‪ ,‬כמו פחמן‬ ‫דו–חמצני )‪ , (CO2‬דו–תחמוצת הגופרית )‪ (SO2‬וכספית מהווים סכנה בריאותית ואקולוגית‪.‬‬ ‫פחמן דו–חמצני גורם לאפקט החממה ולעלייה בטמפרטורה הממוצעת של כדור–הארץ‪.‬‬ ‫דו–תחמוצת הגופרית יוצר גשם חומצי הגורם להשמדת יערות ולפגיעה בריאות‪ .‬כספית הוא‬ ‫חומר רעיל המזהם את הדגה באגמים ובימים‪.‬‬ ‫‬ ‫כורים גרעיניים תקינים אינם פולטים חומרים כמו )‪ (CO2‬או )‪ , (SO2‬ואולם הם מהווים‬ ‫סכנה גדולה בשעת תקלה‪ .‬ב–‪ 1960‬חלה תקלה במערכת הקירור בכור גרעיני בצ'רנוביל‬ ‫במערב רוסיה‪ .‬כתוצאה מכך פונו עשרות אלפי בני–אדם ממקום מגוריהם‪ .‬יוד רדיואקטיבי‬ ‫המשך בעמוד ‪22‬‬ ‫‪- 22 -‬‬ ‫מדעי ההנדסה ב'‪ ,‬קיץ תשע"ב‪,‬‬ ‫סמל ‪896201‬‬ ‫שחדר לגידולים שונים‪ ,‬ביניהם כאלה המשמשים מזון לפרות‪ ,‬גרם לזיהום החלב‪ .‬היוד‬ ‫הרדיואקטיבי הגיע לכל מערב רוסיה ומזרח אירופה‪.‬‬ ‫ב–‪ 2011‬שטף גל צונאמי את חופי יפן ופגע בכור גרעיני בפוקושימה‪ .‬כתוצאה מכך זוהם אזור‬ ‫נרחב ביפן‪ .‬גם כאן הייתה תופעה של שחרור יוד רדיואקטיבי‪.‬‬ ‫‬ ‫א‪ .‬הספק הוא משתנה מדעי הנדסי המוגדר כאנרגיה ליחידת זמן‪.‬‬ ‫יחידת הספק‪:‬‬ ‫‪J‬‬ ‫‪sec‬‬ ‫‪. 1 Watt = 1‬‬ ‫חשב מהו ההספק הממוצע של אנרגיית השמש הפוגע בקמ"ר אחד של פני כדור–הארץ‪.‬‬ ‫ב‪ .‬בקטע הקריאה ‪ II‬נתון ההספק החשמלי וגודל אוכלוסיית העולם בשנת ‪ . 2011‬חשב מהו‬ ‫ההספק החשמלי הממוצע לנפש שנצרך בשנה זו‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫הנך מתבקש לחשב את ההספק החשמלי שיידרש בעולם בשנת ‪ . 2020‬לצורך כך הנח את‬ ‫ההנחות האלה‪:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫קצב הגידול באוכלוסיית העולם בין השנים ‪ 1999‬ו–‪ 2011‬יישאר קבוע עד לשנת ‪. 2020‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫ההספק הממוצע לנפש הדרוש בשנת ‪ 2020‬יהיה גבוה ב–‪ 10%‬מזה של שנת ‪. 2011‬‬ ‫ד‪ .‬ההספק שמייצרת תחנת–כוח בגודל בינוני הוא מסדר גודל של ‪ . 108 Watt‬חשב כמה תחנות–‬ ‫כוח כאלה יש לבנות משנת ‪ 2011‬ועד שנת ‪ 2020‬כדי לספק את הגידול בצריכת החשמל של‬ ‫האנושות כולה‪.‬‬ ‫‬ ‫כמה תחנות–כוח כאלה יש לבנות בממוצע כל שבוע?‬ ‫ה‪ .‬הבע דעתך בנושאים האלה‪:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫כיוון שיש צורך בהקמת תחנות כוח חדשות‪ ,‬האם‪ ,‬לדעתך‪ ,‬יש לבנות תחנות–כוח‬ ‫פחמיות או תחנות–כוח גרעיניות? נמק את תשובתך‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫הצע מקורות אנרגיה אחרים חלופיים עבור תחנות–הכוח‪ .‬ציין מהם היתרונות ומהם‬ ‫החסרונות של מקורות האנרגיה שהצעת‪ ,‬לעומת מקורות האנרגיה המתוארים בקטע‬ ‫הקריאה ‪. II‬‬ ‫בהצלחה!‬ ‫זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל‪.‬‬ ‫אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך‪.‬‬