1. No category

‫דף תרגילים ‪ – 3‬חוקי ניוטון‬
‫שאלה ‪1‬‬
‫‪m‬‬
‫על שולחן חלק ניצבת במנוחה קרונית שמסתה‪ 6 ,m ,‬ק"ג‪.‬‬
‫‪F‬‬
‫הקרונית קשורה באמצעות חוט‪ ,‬הכרוך על גלגלת חסרת‪-‬‬
‫חיכוך‪ ,‬אל משקולת שמסתה‪ 4 ,M ,‬ק"ג‪) .‬ראה‪/‬י תרשים(‪.‬‬
‫‪M‬‬
‫כוח אופקי‪ ,F ,‬של ‪ 60‬ניוטון מושך את הקרונית שמאלה‬
‫במשך שלוש שניות‪ .‬לאחר זמן זה‪ ,‬מפסיק הכוח לפעול‪.‬‬
‫א‪ .‬מה מהירות הקרונית ברגע שהכוח ‪ F‬מפסיק לפעול? ) ‪( 6 m s‬‬
‫ב‪ .‬מה המרחק שעברה הקרונית מהרגע שהכוח ‪ F‬מפסיק לפעול עד שהקרונית נעצרת?‬
‫) ‪.( 4.5 m‬‬
‫ג‪ .‬כעבור כמה זמן‪ ,‬מהרגע שהכוח מפסיק לפעול‪ ,‬תחזור הקרונית למקום בו נמצאה ברגע‬
‫שבו הכוח הפסיק לפעול? ) ‪( 3 sec‬‬
‫שאלה ‪2‬‬
‫גוף ‪ A‬שמסתו ‪ 5 kg‬מונח על משטח משופע שזווית נטייתו ‪ . 30o‬הגוף קשור לקצה חוט העובר דרך‬
‫גלגלת חסרת חיכוך לגוף ‪ B‬שמסתו ‪ 4 kg‬המונח על מישור משופע שזווית נטייתו היא ‪) 45o‬עפ"י‬
‫השרטוט הנתון(‪.‬‬
‫בהנחה שהמערכת מתחילה ממנוחה‪ ,‬ושני המשטחים חסרי חיכוך‪:‬‬
‫א‪ .‬מה תהיה תאוצת המערכת‪ ,‬כולל כיוון התנועה? ) ‪ 0.364 m s 2‬ימינה(‬
‫‪B‬‬
‫‪45 o‬‬
‫ב‪ .‬מהי המתיחות בחוט? ) ‪( 26.828 N‬‬
‫מחלפים את המשטחים המשופעים‪ .‬נתון שמקדם החיכוך הקינטי של שני המשטחים כעת הוא‬
‫‪ , µk = 0.2‬ושהמערכת נמצא בתנועה שמאלה במהירות התחלתית ‪: v 0 = 5 m s‬‬
‫ג‪ .‬מהי תאוצת המערכת? ) ‪ , 1.955 m s 2‬ימינה(‬
‫ד‪ .‬מהי המתיחות בחוט? ) ‪( 26.12 N‬‬
‫ה‪ .‬האם הגופים יעצרו? אם כן‪ ,‬כמה זמן יעבור עד לעצירתם?) כן‪.( 2.556 sec ,‬‬
‫‪A‬‬
‫‪30o‬‬
‫שאלה ‪3‬‬
‫גוף שמסתו ‪ 5‬ק"ג מוחזק על פני מישור משופע מחוספס )ראה איור(‪ .‬מקדמי החיכוך בין הגוף‬
‫והמישור הם‪ . µ s = 0.4 , µk = 0.2 :‬לאחר שחרור הגוף מופעל‬
‫‪F‬‬
‫עליו כוח אופקי קבוע ‪ F‬של ‪ 20‬ניוטון‪ .‬זווית הנטייה של המישור‬
‫היא ‪. 37o‬‬
‫‪37o‬‬
‫א‪ .‬צייר את כל הכוחות הפועלים על הגוף‪.‬‬
‫ב‪ .‬מהו גודלו של כוח החיכוך הסטטי המקסימאלי?‬
‫) ‪( 20.787 N‬‬
‫ג‪ .‬האם הגוף יישאר במנוחה? אם כן‪ ,‬מהו גודלו וכיוונו של כוח החיכוך הסטטי במקרה זה?‬
‫אם לא‪ ,‬מהו גודלו וכיוונו של כוח החיכוך הקינטי? )כן‪ , 14.118 N ,‬במקביל למישור‬
‫כלפי מעלה(‬
‫ד‪ .‬מהו הכוח המקסימאלי ‪ Fmax‬אותו ניתן להפעיל מבלי שהגוף יתחיל לנוע מעלה?‬
‫) ‪( 82.564 N‬‬
‫ה‪ .‬מה תהיה תאוצת הגוף אם נפעיל כוח ‪( 14.784 m s 2 ) ? F = 2Fmax‬‬
‫שאלה ‪4‬‬
‫במערכות המתוארות באיור פועל על גוף ‪ m1‬כוח חיצוני אופקי‪ ,‬ימינה‪ . F =50 N ,‬בין גופים‬
‫‪ m2‬לבין המישור המשופע אין חיכוך‪ ,‬ובין הגוף ‪ m1‬למישור קיים חיכוך‪ .‬גובהו ההתחלתי של ‪m1‬‬
‫מעל הקרקע הוא ‪. h = 2 m‬‬
‫מסת הגוף ‪ . m2 = 12 kg‬מקדמי החיכוך בין גוף ‪ m1‬למישור‪. µ k = 0.3 , µ s = 0.5 :‬‬
‫א( נתון ‪ . m1 = 8 kg‬המערכת משוחררת ממנוחה‪ .‬האם תהיה תנועת המערכת? )לא(‬
‫ב( חשב את המסה המינימלית של ‪ m1‬עבורה תהיה תנועה מואצת של המערכת כך שמסה‬
‫‪ m1‬תרד ומסה ‪ m2‬תעלה‪(8.5 kg) .‬‬
‫ג( נתון ‪ . m1 = 16 kg‬המערכת משוחררת ממנוחה‪ .‬כמה זמן עובר מרגע השחרור ועד שגוף‬
‫‪ m1‬מגיע לקרקע ? )‪(1.15 sec‬‬
‫‪m2‬‬
‫‪m1‬‬
‫‪F‬‬
‫‪h‬‬
‫‪30 o‬‬
‫שאלה ‪5‬‬
‫שני בולים ‪ A‬ו ‪ B -‬מונחים על מישור משופע חלק שזווית נטייתו‬
‫‪o‬‬
‫‪ , α = 30‬כך שהם צמודים זה לזה )ראה תרשים(‪.‬‬
‫מסות הבולים הם ‪ M A = m‬ו ‪. M B = 3m -‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪r‬‬
‫‪F‬‬
‫כוח חיצוני ‪ F = 4mg‬הפועל במקביל למישור המשופע‬
‫דוחף את שני הבולים במעלה המישור‪ ,‬כמוראה בתרשים‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫ערוך תרשים כוחות נפרד עבור כל בול ‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫חשב את תאוצות הבולים ‪( g 2 ) .‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מהו גודל הכוח שהבולים מפעילים זה על זה ? ) ‪( mg‬‬
‫ד‪.‬‬
‫כיצד משתנות התשובות לסעיפים ב ו – ג כאשר מחליפים את הסדר בין הבולים ‪ A‬ו ‪? B -‬‬
‫)התאוצה לא משתנה ‪ ,‬הכח בין הגופים משתנה ל‪( 3mg -‬‬
‫‪α‬‬