פיזיקה תיכונית/מכניקה/דינמיקה/תרגילים

שאלות

חוקי ניוטון

• 1. גוף נע בתנועה שוות מהירות מה ניתן להסיק מכך על הכוחות הפועלים על הגוף?
• 2. על כדור בעל מסת $2kg$ פועל כוח שקול בן $8N$ שכיוונו אופקי ימינה, מה גודל וכיוון התאוצה של הכדור?
• 3. אדם דוחף חבילה בת מסת $5kg$ כתוצאה מהכוח שהאדם מפעיל על החבילה היא נעה בתאוצה קבועה של $2\frac{m}{s^2}$ . מה גודלו של הכוח שהחבילה מפעילה על האדם?

כוחות שונים

• 1. שני גופים $A,B$ נופלים נפילה חופשית, מסות הגופים: $m_B=7kg$תבנית:כ ; $m_A=5kg$ .
  • א. מהו גודל כוח הכובד שפועל על כל גוף?
  • ב. מה גודל התאוצה של כל גוף?
  • ג. על פי התשובות שלעיל מה ההסבר לניסוי של גלילאו שבו שני גופים בעלי מסות שונות שנזרקו מגג בנין הגיעו לקרקע באותו זמן?
• 2. חפץ בעל מסת $8kg$ מונח על שולחן מה גודל הנורמל שהשולחן מפעיל על החפץ?
• 3. קוביה בעלת מסת $5kg$ נעה על שולחן. לאחר $4s$ הקוביה נעצרה, מהירותה ההתחלתית היתה $6\frac{m}{s}$ . מה גודל מקדם החיכוך הקינטי?
• 4. חבל נמצא על גלגלת ומחובר בכל קצה למשקולת בעלת מסה של $3kg$ . מה המתיחות בחבל? (מסת החבל ניתנת להזנחה)
• 5. על קפיץ מאונך בעל קבוע $5\frac{N}{m}$ נתלה גוף בעל מסה $3kg$ , כמה מטר יתארך הקפיץ כתוצאה מכך?

יצוג כוחות

• 1. גוף בעל מסה של $5kg$ מונח על שולחן על הגוף פועל כוח בגודל $7N$ ימינה יש חיכוך בין השלוחן לגוף וכתוצאה מכך הגוף נמצא על סף תנועה.
  • א. איך יראה תרשים הכוחות של הגוף?
  • ב. איך יראו משוואות הכוחות של הפועלים על הגוף במקרה זה?
  • ג. מה גודלו של כל כוח שפועל על הגוף?

מישור משופע

• 1. על מישור משופע בזווית $45^{\circ }$ נמצאת במנוחה קוביה בעלת מסה $5\sqrt{2}kg$ יש חיכוך בין הקוביה למשטח וכתוצאה מכך הקוביה נמצאת על סף תנועה.
  • א. מה גודל כוח הכובד הפועל על הקוביה?
  • ב. מה גודל הכוח הנורמלי הפועל על הקוביה?
  • ג. מה גודל כוח החיכוך הפועל על הקוביה?
  • ד. צור תרשים כוחות של המקרה.

תנועה מעגלית

• 1. בקרוסלה בעלת הקף של $4\pi$ מטרים אוחז אדם את המעקה ומסתו היא $7.5kg$ , הקרוסלה מסתובבת בתדירות של $0.5Hz$ אין חיכוך בין האדם לרצפת הקרוסלה, מה גודל הנורמל שהמעקה מפעיל על האדם?
• 2. כדור קטן בעל מסה $m$ תלוי על חוט באורך $L$ הקבוע בנקודה בתקרה הכדור נע בתנועה מעגלית קצובה $v$ במרחק $h$ מהתקרה (מסת החוט ניתנת להזנחה), מה מהירות הכדור?

נתונים: $L=26m;h=10m$

ריבוי גופים

• 1. אדם נמצא ב"מעלית" בצד השני של גלגלת המעלית נמצאת משקולת, נתונים: מסת האדם $10kg$ ; מסת המעלית $30kg$ ; מסת המשקולת $60kg$ .
  • א. מה גודל תאוצת המעלית והאדם?
  • ב. מה גודל המתיחות בחוט?
  • ג. מה גודל הנורמל שמופעל על האדם על-ידי המעלית?

תשובות

חוקי ניוטון

• 1. ניתן להסיק או שלא פועלים על הגוף כוחות או שסך הכוחות החיצוניים הפעולים על הגוף שווים לאפס.
• 2. גודל התאוצה היא $4\frac{m}{s^2}$ וכיוונה ימינה ככיון הכוח.
• 3. $10N$

כוחות שונים

• 1.
  • א. הכוח שפועל על גוף A = תבנית:כ$50N$ ועל גוף B = תבנית:כ$70N$ .
  • ב. g בערך $10\frac{m}{s^2}$ .
  • ג. כוח הכבידה גדל ככל שמסת הגוף גדלה ולכן לא משנה מסת הגוף התאוצה תמיד תהיה $\overrightarrow{g}$ או בצורה מתמטית: $\overrightarrow{w}=m\overrightarrow{g}$ בגלל החוק השני של ניוטון $\sum \overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}$ כוח הכובד שווה $\overrightarrow{w}=m\overrightarrow{g}=m\overrightarrow{a}$ כפי שרואים אפשר לצמצם את המסה כך שנוצר השוויון הבא $\overrightarrow{a}=\overrightarrow{g}$ רואים שלא משנה מה המסה תאוצת הגוף תהיה $\overrightarrow{g}$ .
• 2. $80N$
• 3. $0.3$
• 4. $30N$
• 5. $6m$

יצוג כוחות

• 1.
  • א.
  • ב. משוואת הכוחות של ציר $x$ :תבנית:כ $\sum \overrightarrow{F_x}=\overrightarrow{F}-\overrightarrow{f_s}=0$ , ושל ציר $y$ :תבנית:כ $\sum \overrightarrow{F_y}=\overrightarrow{N}-\overrightarrow{w}=0$ .
  • ג. $\overrightarrow{w}=50N$ ; תבנית:כ$\overrightarrow{F}=7N$ ; תבנית:כ$\overrightarrow{f_s}=7N$ ; תבנית:כ$\overrightarrow{N}=50N$ .

מישור משופע

• 1.
  • א. $70.71N$
  • ב. $50N$
  • ג. $50N$
  • ד.

תנועה מעגלית

• 1. $148N$
• 2. $24\frac{m}{s}$

ריבוי גופים

• 1.
  • א. $\overrightarrow{a}=2\frac{m}{s^2}$
  • ב. $480N$
  • ג. $120N$

תשובות מלאות

הפרק הקודם:	תרגילים דינמיקה	הפרק הבא:
ריבוי גופים		עבודה ואנרגיה