שאלה במכניקה....

[Lone Dog]

שאלה במכניקה....

ישנו קרון המלא בנוזל. בתוך הקרון יש כדור שמחובר בחוט לרצפת הקרון. הקרון קשור למסה M דרך בחוט שעובר דרך הגלגלת. מחזיקים את המסה ולאחר זמן מה משחררים אותה והמערכת מתחילה לנוע. הקרון נע ואז מתנגש בקיר שבמסלול. מה תהיה תנועת הכדור בתוך הקרון? א.ימינה בהאצה וימינה בהתנגשות ב.ימינה בהאצה ושמאלה בהתנגשות ג.שמאלה בהאצה ושמאלה בהתנגשות ד.שמאלה בהאצה וימינה בהתנגשות ה.הכדור יישאר זקוף במקומו לאורך כל התנועה מצורפת תמונה של המערכת

 

[Ekrembo]

שמאלה בהאצה וימינה בהתנגשות.

 

[Lone Dog]

כן אבל...

יש נוזל בתוך הקרון אז יש התנגדות לתנועת הכדור אז האם זה לא מאזן את הכוח שגורם לכדור לנוע שמאלה בהאצה?

 

[Ekrembo]

נכון,

קיימת התנגדות, אבל תיהיה תנועה! מה עוד שהנוזל גם יזוז שמאלה בהאצה וימינה בהאטה.

 

[netzach]

הצדק אתך

 

[Lone Dog]

אתה בטוח?

איך אתה יודע שתהיה תנועה ושהתנגדות המים לא ישאירו את הכדור במקומו?

 

[Ekrembo]

התנגדות המים לא מוחלטת(כמו של מוצק)

כמו שתיקח בלון מנופח בהליום, תחזיק אותו ישר, כדי שלא יזוז, ואז תלך שלוש צעדים קדימה, הבלון לא ישאר מאונך לרצפה ויזוז איתך, אלא הוא ינוע חצי מטר מאחוריך. גם פה יש את התנגדות, התנגדות האויר, נכון שהתנגדות המים יותר גדולה, אבל לא מספיקה.

 

[Rus Almighty]

התנגדות המים

התנגדות המים בקירוב פרופורציאונלית למהירות של הגוף. למרות זאת התשובה שלך לא נכונה מה שמתרחש זה בדיוק ההיפך(ראה תגובה שכתבתי למטה)

 

[doronimous]

הנימוק שלך מאוד משכנע

 

[TheHatter]

ימינה האצה ושמאלה התנגשות

כאשר הקרון מאיץ ימינה אז בעצם כאילו מופעל כח על המיים שמאלה ולכן המיים ימשכו שמאלה. עכשיו, עקב זה שהכדור קל מהמיים לפי העובדה שהוא נדחף מעלה במקום לשקוע, אז גם הפעם הוא ידחף, אך מאחר והכח הוא כבר לא למטה, אלא בכיוון למטה שמאלה, אז הוא ידחף למעלה וימינה. בהתנגשות המיים נדחפים ימינה, אז הם דוחפים את הכדור שמאלה. אפשר לראות את זה שהתנועה של הכדור במיים (יחסית למיים) תמיד תהיה בכיוון הנגדי לכח שמופעל על המיים.

 

[Lone Dog]

רגע

לא הבנתי איזה כוח היה על הכדור לכיוון מטה שהפך להיות מטה ושמאלה?

 

[Rus Almighty]

הוא כנראה התכוון לכך...

שהכדור צף במים, כלומר אם המים נמשכים לכיוון אחד אז הכדור ידחף לכיוון המנוגד ומכאן נובע שהכדור תמיד יסתה לכיוון התאוצה כי המים "ידחפו" לכיוון השני (כנגד התאוצה). זאת אומרת שבזמן ההאצה הכדור יפנה ימינה ובזמן ההתנגשות שמאלה (בהתנגשות התאוצה של הקרון היא לכיוון שמאל) והתופעה הזאת מנוגד לאינטואיציה. יש דוגמה נוספת לתופעה זאת: כאשר במכונית שמים בלון הליום (קל מן האוויר) והמכונית מאיצה אז הבלון יעוף לשמשה הקדמית.

 

[Rus Almighty]

ההסבר הוא במערכת היחוס של הקרון

 

[flugzeug]

וואלה...

אכן שכחתי להתייחס לעניין המשקל הסגולי של הכדור. אכן, אם הכדור קל מהמים, הוא ינוע ימינה. אם משקלו גדול מהמים, הוא ינוע שמאלה. אם משקלו זהה למים, הוא ישאר במקום. כל זה נכון לשלב התאוצה הקבועה של המערכת. בשלב שבו התאוצה נבנית, הכדור ינוע שמאלה, בלי שום קשר למשקלו הסגולי.

 

[flugzeug]

ישאר באותו מקום רוב הזמן

נחלק את הניתוח למספר חלקים: מרגע תחילת התנועה ועד שהתאוצה מתייצבת על ערך קבוע, מתרחשת תופעת מעבר: המים נעים שמאלה עם הכדור. עד מתי? עד שהמים מתייצבים כך ששיפוע פני המים שווה לתאוצת המערכת חלקי תאוצת הכובד. במצב זה נוצר שיווי משקל. איך יודעים שהכדור זז שמאלה? מכיוון שפני המים בצד שמאל עלו, הרי שמים עברו מצד ימין לצד שמאל, וכך גם הכדור זז שמאלה. מרגע שהתאוצה מקבלת ערך קבוע, הכדור עקרונית אמור להישאר במקום האחרון שהוא היה בו. מכיוון שהכדור קשור, וכנראה גם צף במים, יש מתיחות בחוט, ומתיחות זו גורמת לכדור לזחול בחזרה למקומו המקורי, בדיוק מעל נקודת הקשירה. בהאטה קורה אותו דבר רק בכיוון הפוך. לכן, אם נאמר להזניח תופעות מעבר, התשובה היא ה'.

 

[1234aaa]

אני חושב

שכל הפואנט של השאלה היא על הקטעים שהם הוא ליהיה במקום. שים לב שבתשובה ה' כתוב שהוא יהיה במקומו לאורך **כל** התנועה.

 

[1234aaa]

שהוא לא יהיה במקומו..

 

[Ekrembo]

"אם נזניח תופעות מעבר"...../images/Emo140.gif

 

[flugzeug]

אם כך אף תשובה לא נכונה

 

[Ekrembo]

...

האצה: השלב בין אי-תנועה, לתנועה יציבה. האטה: השלב בין תנועה רציפה ויציבה, לאי-תנועה. מנתונים אלו, והסברך, עולה שאפשרות ד' היא הנכונה.