[ ] ב קרפ ' -

‫פרק ב' ‪ -‬חוקי ניוטון‬
‫כח ‪ F‬הוא גודל וקטורי המבטא מבחינה כמותית את פעולת הגומלין בין שני גופים‪.‬‬
‫⎥⎤ ‪[F] = [N ] = ⎡⎢ Nsec⋅ m‬‬
‫⎦‬
‫⎣‬
‫‪2‬‬
‫החוק הראשון של ניוטון – כל עוד ששקול הכוחות הפועל על גוף בעל מסה ‪ m‬שווה‬
‫לאפס‪ .‬הגוף יישאר במצב מנוחה או ימשיך לנוע במהירות קבועה בקו ישר‪.‬‬
‫‪∑F‬‬
‫‪∑F‬‬
‫‪= 0 ⇒ ax = 0‬‬
‫‪x‬‬
‫‪= 0 ⇒ ay = 0‬‬
‫‪y‬‬
‫החוק השני של ניוטון – כאשר שקול הכוחות הפועל על גוף בעל מסה ‪ m‬שונה‬
‫מאפס‪ .‬הגוף ינוע בתאוצה‪ .‬כך שהיחס בין שקול הכוחות ובין התאוצה שווה למסה‬
‫‪ m‬של הגוף‪.‬‬
‫‪= m⋅ay‬‬
‫‪∑F‬‬
‫‪y‬‬
‫;‬
‫‪x‬‬
‫‪∑F = m⋅a‬‬
‫‪∑F = m⋅a‬‬
‫‪x‬‬
‫החוק השלישי של ניוטון – כל כח שמפעיל גוף אחד על גוף שני קיים כח תגובה‬
‫שמפעיל הגוף השני על הגוף הראשון השווה בגודלו והפוך בכיוונו לכח המופעל‪.‬‬
‫‪FA → B = − FB→ A‬‬
‫כח חיכוך – במידה והגוף נמצא בתנועה כח החיכוך פועל בניגוד לכיוון התנועה של‬
‫הגוף‪ .‬במידה והגוף נמצא במנוחה כח החיכוך פועל בניגוד לכיוון הניסיון לתנועה‪.‬‬
‫כח חיכוך סטטי ‪:‬‬
‫‪f s (max ) = µ s ⋅ N‬‬
‫כח חיכוך קינטי ‪:‬‬
‫‪fk = µk ⋅ N‬‬
‫חוק הוק‪:‬‬
‫‪F = −k ⋅ x‬‬
‫‪N‬‬
‫‪ - k‬קבוע הקפיץ – הכח הדרוש למתיחה או כיווץ הקפיץ ליחידת אורך ‪. ⎡⎢ ⎤⎥ -‬‬
‫⎦‪⎣m‬‬
‫חיבור מספר קפיצים בטור‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫=‬
‫‪+‬‬
‫…‪+‬‬
‫‪k eff k 1 k 2‬‬
‫חיבור מספר קפיצים זהים במקביל‪:‬‬
‫‪k eff = n ⋅ k‬‬
‫תאוצה בהשפעת קפיץ‪:‬‬
‫‪k‬‬
‫‪⋅x‬‬
‫‪m‬‬
‫‪a=−‬‬
‫פרק ב' – חוקי ניוטון‬
‫אוסף בחינות בפיסיקה‬
‫‪ 2.1‬גוף נזרק במעלה מישור משופע מנקודה הנמצאת במרחק מסוים מעל תחתית המישור‪.‬‬
‫המישור המשופע מתחבר אל משטח אופקי‪ ,‬כמוראה בתרשים ‪.1‬‬
‫תרשים ‪ 2‬מתאר את גודלה של המהירות הרגעית של הגוף כפונקציה של הזמן )הגרף לא‬
‫מתייחס לכיוון התנועה של הגוף(‪.‬‬
‫‪24‬‬
‫‪20‬‬
‫‪12‬‬
‫)‪V (m/sec‬‬
‫‪16‬‬
‫‪8‬‬
‫‪4‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫‪8‬‬
‫‪6‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫)‪t (sec‬‬
‫א‪ .‬באיזו מהירות תחילית נזרק הגוף במעלה המישור המשופע? ) ‪= 16 m sec‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪(v 0‬‬
‫מהי זווית הנטייה של המישור המשופע? ) ‪(θ = 36.86‬‬
‫‪D‬‬
‫ג‪ .‬מהו מקדם החיכוך בין הגוף והמישור המשופע? מהו מקדם החיכוך בין הגוף והמשטח‬
‫האופקי? )‪(µ = 0 ; µ = 0.25‬‬
‫ד‪.‬‬
‫מאיזה מרחק התחלתי מתחתית המישור המשופע ניזרק הגוף? ) ‪(d = x 2 − x1 = 56m‬‬
‫‪ 2.2‬גוף שמסתו ‪ M = 4 kg‬נזרק במהירות ‪v 0 = 5 m sec‬‬
‫מגובה ‪ h = 5 m‬מעל פני הקרקע‪ ,‬בזוית ‪ α = 15°‬מעל האופק‪.‬‬
‫בזמן התנועה נושבת רוח אנכית‪ ,‬מלמעלה כלפי מטה‪,‬‬
‫והיא מפעילה כוח ‪ F = 2 N‬על הגוף‪.‬‬
‫‪v0‬‬
‫‪α‬‬
‫‪h‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מה המרחק האופקי שעובר הגוף עד לפגיעתו בקרקע? ) ‪(x = 5.31 m‬‬
‫באיזו מהירות )גודל וכיוון( פוגע הגוף בקרקע? )‪(v = 11.3 m sec ; θ = −64.7°‬‬
‫פרק ב' – חוקי ניוטון‬
‫אוסף בחינות בפיסיקה‬
‫‪ 2.6‬גוף ‪ A‬שמסתו ‪ m‬מונח על שולחן אופקי חלק ומחובר‬
‫‪A‬‬
‫באמצעות חוטים וגלגליות בעלי מסות זניחות לגוף ‪B‬‬
‫שגם מסתו ‪.m‬‬
‫⎞ ‪2‬‬
‫⎛‬
‫א‪ .‬מהי תאוצת הגוף המונח על השולחן החלק? ⎟ ‪⎜ a A = g‬‬
‫⎠ ‪5‬‬
‫⎝‬
‫‪B‬‬
‫⎞ ‪1‬‬
‫⎛‬
‫ב‪ .‬מהי תאוצת הגוף התלוי? ⎟ ‪⎜ a B = g‬‬
‫⎠ ‪5‬‬
‫⎝‬
‫ג‪ .‬מהי המתיחות ‪ T1‬בחבל המחובר לתקרה‪ ,‬ומהי המתיחות ‪ T2‬בחבל שעליו תלוי הגוף ‪?B‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫⎛‬
‫⎞‬
‫⎟ ‪⎜ T1 = mg ; T2 = mg‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫⎝‬
‫⎠‬
‫ד‪ .‬מהו ערכו המינימלי של מקדם החיכוך הסטטי בין גוף ‪ A‬והשולחן‪ ,‬שעבורו המערכת לא‬
‫⎞‪1‬‬
‫⎛‬
‫תתחיל לנוע לאחר שתשתחרר ממנוחה? ⎟ = ‪⎜ µ s‬‬
‫⎠‪2‬‬
‫⎝‬
‫‪ 2.7‬גוף ‪ A‬שמסתו ‪ m‬מונח על מישור משופע חלק הנטוי בזווית ‪ . θ = 37 D‬גוף ‪ B‬שמסתו ‪ 2m‬מונח‬
‫על משטח אופקי ומחובר אל הגוף ‪ A‬באמצעות חבל‪ ,‬כמוראה בתרשים‪.‬‬
‫מקדם החיכוך שבין הגוף ‪ B‬לבין המישור האופקי הוא ‪. µ =0.2‬‬
‫‪B‬‬
‫א‪ .‬מהי תאוצת המערכת?‬
‫ב‪.‬‬
‫)‬
‫‪sec 2‬‬
‫‪m‬‬
‫‪(a = 0.67‬‬
‫מהי המתיחות בחבל? ) ‪(T = 0.53mg‬‬
‫‪A‬‬
‫ג‪ .‬איזה כוח אופקי יש להפעיל על הגוף ‪ B‬כך שהמערכת תנוע‬
‫ימינה במהירות קבועה? ) ‪(F = mg‬‬
‫‪37°‬‬
‫‪ 2.8‬על מדרון חלק שזווית שיפועו ‪ θ‬מונח גוף ‪ A‬שמסתו ‪ . m 1‬על גוף ‪ A‬מונח גוף ‪ B‬שמסתו‬
‫‪ . m 2‬מקדם החיכוך הסטטי בין גוף ‪ A‬לגוף ‪ B‬הוא ‪ . µ s‬גוף ‪ A‬קשור באמצעות חוט‬
‫העובר דרך גלגלת לגוף ‪ . C‬מסת הגוף ‪ C‬היא המסה המרבית האפשרית‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מצא את גודל התאוצה המשותפת של הגופים‪(a = g(µ cos θ − sin θ)) .‬‬
‫⎞ ) ‪µ cos θ (m A + m B‬‬
‫⎛‬
‫= ‪⎜m‬‬
‫מהי מסת הגוף ‪⎟ ? C‬‬
‫⎠⎟ ‪1 + sin θ − µ cos θ‬‬
‫‪C‬‬
‫⎜‬
‫⎝‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫בכדי שגוף ‪ B‬יעלה יחד עם גוף ‪ A‬במעלה המדרון‪ .‬מסת החוט והגלגלת‬
‫זניחים‪ ,‬וכן החיכוך בגלגלת זניח‪.‬‬
‫‪C‬‬
‫‪θ‬‬