פיזיקה תיכונית/מכניקה/קינמטיקה/טכניקות לפתרון תרגילים ודוגמאות

סיכום

סיכום המשוואות

משוואת מקום-זמן (מהירות קבועה):

$x_t=x_0+vt$

משוואת תנועה (תאוצה קבועה):

• $x_t=x_0+v_{0}t+\frac{a{t}^2}{2}$
• $v_t^2=v_0^2+2a(x_t-x_0)$

משוואת מהירות-זמן (תאוצה קבועה):

• $v_t=a\cdot t+v_0$

שימו לב!

אם לדוגמא כיוונו החיובי של ציר ה- $x$ נקבע ימינה והגוף נע במהירות עולה שמאלה (כלומר יש תאוצה), אז:

• ההעתק שלילי
• המהירות שלילית
• התאוצה שלילית (אע"פ שהגוף מאיץ)

ולכן אם באותו מקרה הגוף ינוע שמאלה במהירות הולכת ופוחתת (כלומר יש תאוצה), אז:

• ההעתק שלילי
• המהירות שלילית
• התאוצה חיובית (אע"פ שהגוף מאט)

כמו כן אם האחד הגדלים הללו שלילי יש להציב אותו בנוסחאות התנועה כמספר שלילי

סיכום גראפים

• בגראף מקום-זמן השיפוע שווה למהירות.
• בגראף מהירות-זמן השיפוע שווה לתאוצה והשטח הכלוא ע"י הגרף שווה להעתק.
• בגראף תאוצה-זמן השטח הכלוא ע"י הגרף שווה למהירות.

בעיות נפוצות

תיאורי תנועה

גוף נע במהירות התחלתית $5\frac{m}{s}$ שמאלה ויש לו תאוצת $2\frac{m}{s^2}$ ימינה.

1. מה נוסחת מקום-זמן של הגוף
2. שרטטו גראף מהירות-זמן של הגוף מ- $t=0$ עד $t=5s$
3. מהו ההעתק שהגוף עבר בזמן זה
4. בפרק זמן זה מהו המרחק הגדול ביותר מנקודת ההתחלה שהגוף הגיע אליו

פגישות

בשאלות פגישה ועקיפה כשנתונים שני גופים יש להגדיר אותם ע"פ ציר מקום אחד ולמלא את משוואות מקום-זמן לפי הגדרה זו, כך שאפשר יהיה להשוות את אגפי הימין של משוואות הגופים. נדגים:

מעיר א יוצא בשעה 8:00 אופנוע בתאוצה של $7\frac{km}{h^2}$ (מהירות התחלתית אפס),תבנית:ש מעיר ב יוצא באותו הזמן מכונית במהירות התחלתית שגודלה $5\frac{km}{h}$ ובתאוצה שגודלה $3\frac{km}{h^2}$ ,תבנית:ש המרחק בין הערים הוא 150 ק"מ.

1. באיזו שעה כלי הרכב יפגשו
2. באיזה מרחק מעיר א הפגישה תתרחש
3. בנקודת המפגש מה יהיה גודל המהירות של כל כלי רכב ביחידות של $\frac{m}{s}$

נפילה חופשית

בנפילה חופשית מעדיפים להגדיר את הכיוון החיובי של ציר המקום כלפי מעלה כך שהתאוצה $g$ היא שלילית

כדור נע מעלה בנפילה חופשית הוכיחו שכשהכדור באותו הגובה בעלייה ובירידה גודל המהירות שלו שווה

הגדורות והנחות

• נקודת האפס=נקודה כל שהיא במסלול העליה של הכדור; נקודה 1=נקודת השיא של מסלול הכדור; נקודה 2=נקודה במסלול הירידה של הכדור ששווה בגובהה לנקודה אפס
• הנקודה בה הכדור שווה בגובה בעלייה ובירידה נקרא לה נקודת השוויון
• ההעתק מנקודת השיא עד לנקודת השוויון שווה בעלייה ובירידה
• בנקודה 1 V=0

למעשה הכדור נע על קו ישר, תיאור התנועה בצורה שבתמונה היא לצורך אילוסטרציה

תנועה אופקית

כדור נופל נפילה חופשית מגובה $20m$ מעל למטרה, באותו רגע נורה חץ במהירות $12.5\frac{m}{s}$ ממרחק $15m$ מהמטרה ובגובה שלה.

האם יש זווית $\alpha$ שבה החץ ישפד את הכדור למטרה? אם כן מהי הזווית ואם לא הוכיחו שלא.

הפרק הקודם:	טכניקות לפיתרון תרגילים ודוגמאות	הפרק הבא:
תנועה מעגלית		תרגילים מסכמים קינמטיקה