תרגיל פתור פיסיקה מכניקה - מכונית נעה על כביש בתנועה מעגלית - בגרות פיסיקה 3 יח' קיץ 2008

שאלה

פתרון
1. המכונית משלימה סיבוב אחד במעגל שרדיוסו R = 50m במשך זמן של 31.4 שניות = T.
אורכו של סיבוב שלם L :

להקיף את האורך L = 314 m לוקח למכונית לבצע ב- 31.4 שניות
מכאן שמהירותה V = L/T = 314./31.4 = 10m/s
מהירות המכונית היא 10 מטרים בשניה

סעיף ב - הכוחות הפועלים על המכונית - דיאגרמת גוף חופשי

הכוחות הפועלים על גוף בתנועה מעגלית - דיאגרמת גוף חופשי

סעיף ג

תרגיל פתור בפיסיקה - מכניקה: גוף נע על משטח אופקי עם חיכוך בהשפעת כוח אופקי - בגרות פיסיקה 3 יח' קיץ 2008

שאלה:



פתרון:
1. נשרטט את כל הכוחות הפועלים על הגוף:

דיאגרמת גוף חופשי

2. כוח החיכוך (f) שמפעיל המשטח הוא מכפלת מקדם חיכוך (u=0.1) בכוח נורמלי (N=mg).
לכן הכוח הנורמלי: N=mg=4*10 = 40N
כוח החיכוך: f = u*N = 0.1*40 =4N

3. תאוצת הגוף וכיוונה
הגוף ינוע ימינה (כיוון חיובי ציר X) בכיוון הכוח F המושך אותו.
סכום הכוחות (FS) הפועלים על הגוף בכיוון חיובי ציר X:
FS = F - f = 30 - 4 = 26N
ע"פ החוק השני של ניוטון הכוח הפועל על גוף שווה למכפלת המסה שלו בתאוצה: FS = m *a
ולכן התאוצה a תהיה: a = FS/m = 26/4 = 6.5 m/s^2

4. ברגע שבו הכוח F יפסיק לפעול הגוף יהיה במהירות מסוימת שצבר עקב פעולת הכוח. אולם הגוף יאיט מהירותו עקב כוח החיכוך f. תאוטת הגוף תהיה הכוח f = 4N לחלק למסתו m = 4kg כלומר תאוטה של 1 m/s^2 (אחד מטר לחלק לשניה בריבוע)