פיזיקה - הפינה השבועית | חידות

[Snir2121]

../images/Emo62.gif פיזיקה - הפינה השבועית | חידות

השבוע, בשונה מהפינות הקודמות, אני מביא מספר חידות פיזיקליות (יעלו כתגובות לשרשור הזה). המטרה היא ליצור דיון - לא תחרות. כולם מוזמנים להעלות רעיונות (עם הסברים) ושאלות, אפילו אם הן לא קשורות ישירות לחידה. בסיום הדיון אני כמובן אעלה פתרונות עם הסברים, אבל אני מאמין שתקדימו אותי

. בהצלחה!

נ.ב. * יקי, שיניתי את דעתי בסוף לגבי הקטע עם העדשות והאור, אבל התשובות שנתתי באשכול ההוא אמורות למצות את העניין... * אני מזכיר שתיבת ההצעות עדיין פתוחה - מוזמנים להציע נושאים שמעניינים אתכם לפינה השבועית.

 

[Snir2121]

../images/Emo41.gif חידה מספר 1 ../images/Emo41.gif

מצורפת תמונה. בתמונה נמצאים מאזניים במצב מאוזן. בצד ימין נמצאת כוס מים ובצד השני מוטות אלומיניום - הפרטים בתמונה. כעת, מכניסים את הקובייה לתוך הכוס עם המים. יכול להיות שבעקבות כך מצב המאזניים ישתנה. לרשותכם שלוש משקולות - שתיים של 50gr ועוד אחת של 100gr. עליכם להגיע למצב מאוזן של המאזניים. האם המצב בכלל השתנה? כמה משקולות להוסיף? לאיזה צד?

 

[tweeg]

התשובה שלי

במידה והכוס מלאה עד הסוף,אז: אם הכנסת 50 סמ"ק אלומיניום למים ולכן הוצאת 50 סמ"ק מים,ולכן ירדו 50 גרם(קילו מים=ליטר) ולכן אתה צריך להוסיף משקולת של 50 לצד של המים המשקל של הקוביה עדיין על הצד השני ועל החוט במידה ולא: אז לא קרה כלום ואין שינוי

 

[Snir2121]

אם לא צויין אחרת, בשאלות בכלל,

המים לא גלשו החוצה מהכוס, אלא נשארו בתוכה. המפלס אכן עלה ונדחו 50gr מים.

 

[tweeg]

אה,אוקי

לא הייתי אפילו קרוב הייתי צריך לחפש את החוק השלישי של ניוטון ואת כוח עילוי בויקי

הידע שלי בפיזיקה אפסי

 

[Bliss17]

בעיני המצב כלל לא השתנה

לפי החוק השלישי של ניוטון חוק הפעולה והתגובה המאזניים ישארו מאוזנות. ואם אני חייבת ךהוסיף את המשקולות אז 100 בכל צד האם זה נכון?

 

[Snir2121]

../images/Emo115.gif פתרון חידה מספר 1 ../images/Emo115.gif

פתרון: יש להוסיף משקולת של 100gr לצד עם האלומיניום. הסבר: כאשר הכנסנו קוביה בנפח 50 סמ"ק, היא דחתה 50 סמ"ק מים = 50gr מים. עקב כך, פועל עליה כח עילוי של 50 גרם-כוח. לפי החוק השלישי של ניוטון, יופעלו על הכף הימנית של המאזניים 50 גרם-כוח. מכאן שהכוח המופעל על כף המאזניים השמאלית יקטן ב- 50 גרם-כוח. 50+50 נותן מאה, ולכן כדי לאזן את המצב נוסיף משקולת של 100gr לצד שמאל. להלן דוגמה פשוטה הרבה יותר - במשוואה נתון X=X נעביר שתי יחידות מאגף ימין לאגף שמאל, ונקבל את שני הביטויים: X+2 X-2 שכמובן לא יוצרים שיוויון. כעת אנחנו נדרשים לאזן את המצב ע"י הוספת יחידות לאגף ימין. אם נוסיף 2 - נחזור למצב ההתחלתי באגף ימין אך עדיין לא לשיוויון. בסה"כ אנחנו צריכים להוסיף 4 יחידות כדי לקבל X+2=X+2.

 

[cmpo]

רעיון טוב ../images/Emo45.gif

ואני הכי מתחברת לאסטרונומיה. אשמח למאמרים מדעיים בנושא

 

[Snir2121]

אני אחשוב על נושא באסטרונומיה ../images/Emo8.gif

אישית אני אוהב קוסמולוגיה, אבל יש דברים שמעניינים אותי יותר... בכל מקרה - בסוף הכל מתחבר יחד, מסתבר.

 

[Snir2121]

../images/Emo41.gif חידה מספר 2 ../images/Emo41.gif

שוב מצורפת תמונה. על מסילה כחולה הונחה קרונית. הגלגלים של הקרונית לא יוצרים חיכוך עם המסילה והקרונית לא יוצרת חיכוך עם האוויר (ברור שבמציאות זה אחרת, אבל אלו הנתונים לצורך פשטות השאלה). על הקרונית יש צינור ועליו כדור, הצינור מכיל גם קפיץ. הקרונית מתחילה לנסוע לכיוון ימין, ובשלב מסוים הקפיץ משתחרר ומעיף את הכדור, כמתואר בתמונה. השאלה שלי אליכם - היכן יפול הכדור? האם הוא יפגע בצינור שעל הקרונית? יפספס אותו? יקדים אותו? ולמה?

 

[Bliss17]

הכדור יפול בידיוק במקום שהוא היה

בצינור כמובן... מכוון שזוהי זריקה אופקית והמהירות בציר האיקס היא כמו מהירות הקרונית ולכן ככל שחולף הזמן הם יהיו בידיוק אחד מתחת לשני (הכדור והקרונית), למהירות ולמיקום בציק וואי אין חשיבות לצורך השאלה והיא אינה משפיעה על המיקום האופקי של הכדור.

 

[Snir2121]

נכון מאוד ../images/Emo127.gif

 

[tweeg]

אממ

הכדור לא יזוז ממקומו האנכי(רק האופקי) בגלל שהוא עף למעלה ולכן האויר לא יעיף אותו כי אין לו התנגדות אופקית עם האויר הרכבת ממשיכה לנסוע ימינה לכן הכדור ינחת שמאלה ממה שהוא היה קודם (על הגג/ריצפה בהתאם למיהרות הרכבת) מצטער על המושגים החובבניים,לא למדתי פיזיקה

 

[Snir2121]

לכדור אותה מהירות אופקית כמו לקרונית,

לכן לא נכון להגיד שברגע שהם יתנתקו הוא יישאר במקום (על ציר ה- X). בנסיעה רגילה, שבה הכדור לא נזרק, אם הקרונית הייתה מאיצה - אז לא הייתה להם את אותה המהירות (מה שמסביר למה אנחנו נזרקים קדימה כשהמכונית נעצרת).

 

[tweeg]

לא כ"כ הבנתי את זה

אם הכדור עוזב את הקרונית אז הוא מאבד את הכוח שמופעל עליו לעומת זאת הקרונית עדיין תמשיך לזוז (מדובר על ציר הx כמובן) נגיד היה לו את מהירות הקרונית ברגע הניתוק,אז אחרי עליו לא פועלים עוד כוחות ועל הקרונית כן גם אם הם באותה מהירות ברגע הניתוק אפשר להגיד שלכדור יש x מהירות ועוד 0y כוחות שפועלים עליו לקרונית יש x מהירות ועוד y כוחות שפועלים עליה אז איך הם יגיעו לאותה נקודה? (אלא אם כן הכוחות שלה שומרים על מהירות קבועה ולא מאיצים אותה,ואז לשתיהם תהיה אותה מהירות ואז הכל מסתדר) אני אפילו לא מצליח להסביר את עצמי יש מצב שאתה מעלה לי הנה את התוכנית לימודית של מכניקה קלאסית? או שבעצם אני יכול למצוא את זה אני חושב

 

[Snir2121]

החוק הראשון של ניוטון:

כל עוד שקול הכוחות הפועלים על גוף שווה אפס (כלומר - או שלא פועל שום כוח, או שסך כל הכוחות מתאפסים) הגוף יתמיד במנוחתו או בתנועתו בקו ישר. לדעתי אם תעבור על ההודעות שלי באשכול הזה, תמצא את שלושת חוקי התנועה של ניוטון. אם יש לך שאלה בנושא זה או אחר במכניקה - תשאל, בכיף. הנושאים העיקריים במכניקה הקלאסית הם תנועה בקו ישר, תנועה במסלול לא ישר, תנועה סיבובית, תנע, מתקף, אנרגיה, עבודה, כבידה, מהירות, תאוצה, חיכוך, ועוד. הכדור כרגע נע במהירות אופקית x. הקפיץ זורק אותו למעלה ו*מוסיף* לו את המהירות האנכית y. מכיוון שציינתי שאין כאן אוויר, וחיכוך הוא כח לכל דבר - המהירות האופקית x של הכדור לא משתנה! ועכשיו, תוכל להגיד מדוע המהירות y משתנה?

 

[tweeg]

כן ראיתי אותם

אתה צודק,חישבתי את זה שכל הזמן עולה מהירות של הקרונית בגלל שאתה מפעיל אליה עוד כוח הבנתי עכשיו שהכוח שמופעל אליה הוא רק התחלתי ואז היא שומרת על מיהרות קבוע וככה גם הכדור שמופעל עליו הכוח מהקרונית ולכן בגלל שאין חיכוח אז המהירות של שתיהם תישאר מצטער על ההפסקות אני באמצע ארץ נהדרת

 

[Snir2121]

גם אני ../images/Emo3.gif (אבל בדיליי)

 

[Snir2121]

../images/Emo115.gif פתרון חידה מספר 2 ../images/Emo115.gif

פתרון: הכדור ייפול בדיוק על הקרונית. הסבר: הכדור יעוף בצורת פרבולה. את המהירות שלו ניתן לחלק לשני וקטורים (שני חצים, שתי מהירויות - אופקית ואנכית). מכיוון שהקפיץ דוחף אותו למעלה ומהירות הקרונית מכוונת לכיוון האופקי, מהירותו האופקית שווה למהירות הקרונית, ולכן הם ייפגשו בדיוק באותו המקום. (נסו עכשיו לפתור את שתי החידות הבאות, אם לא הצלחתם קודם)

 

[Snir2121]

../images/Emo41.gif הרחבה לחידה מספר 2 ../images/Emo41.gif

רק כדי להתעלל בכם עוד טיפה, אני מכניס למערכת את החיכוך עם האוויר והחיכוך עם המסילה. איפה יפגשו הפעם הכדור והקרונית?