‫מבחן במכניקה – חוקים ראשון ושלישי של ניוטון‬ ‫פתור שלוש מהשאלות ‪ .1-5‬לכל שאלה ‪.33%‬‬ ‫משך המבחן ‪ 90‬דקות‪.‬‬ ‫חומר עזר מותר – מחשבון ונוסחאון של בגרות‬ ‫שאלה מספר ‪1‬‬ ‫על מדרון חלק ללא חיכוך‪ ,‬בעל שיפוע ‪ , cos α = 0.6‬מונח גוף‬ ‫שמשקלו ‪. w‬‬ ‫את החלקת הגוף במורד השיפוע מונע כוח אופקי הפועל על‬ ‫הגוף כמוראה בשרטוט‪ , F = 30 N ,‬על ידי גורם חיצוני‪.‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪α‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫שרטט את כל הכוחות הפועלים על הגוף )‪ 8‬נק'(‬ ‫לגבי כל אחד מן הכוחות הפועלים על הגוף השלם את הטבלה הבאה‪ 9) :‬נק'(‬ ‫מהי התגובה לכוח‬ ‫מי מפעיל את הכוח‬ ‫הכוח‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫חשב את משקל הגוף )‪ 8‬נק'(‬ ‫חשב את גודלו של הכוח הנורמלי‪ 8) .‬נק'(‬ ‫שאלה מספר ‪2‬‬ ‫נתונה המערכת הבאה‪:‬‬ ‫‪ , W B = 12 N , W A = 20 N‬ומקדם החיכוך בין‬ ‫הגוף ‪ A‬למשטח הוא ‪. µ = 0.3‬‬ ‫א‪ .‬מצא את ערכו של הכוח ‪ F‬המינימאלי‬ ‫עבורו תישאר המערכת במנוחה‪ 11) .‬נק'(‬ ‫ב‪ .‬מצא את ערכו של הכוח ‪ F‬המקסימאלי‬ ‫עבורו תישאר המערכת במנוחה‪ 11) .‬נק'(‬ ‫ג‪ .‬הסבר מדוע ישנם שני כוחות שונים‪11) .‬‬ ‫נק'(‬ ‫‪A‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪B‬‬ ‫שאלה מספר ‪3‬‬ ‫הגוף ‪ A‬בתרשים נמצא על סף תנועה )אך עדיין לא נע(‬ ‫שמאלה‪.‬‬ ‫נתונים‪. α , µ , W B , W A :‬‬ ‫א‪ .‬הוכח כי גודלו של הכוח ‪ F‬נתון ע"י‪:‬‬ ‫‪ 11) . F = WB (sin α − µ cos α ) + µW A‬נק'(‬ ‫‪B‬‬ ‫‪α‬‬ ‫‪A‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫בדוק את נכונות תשובתך לסעיף א' עבור הגבול‬ ‫התשובה מבחינה מתמטית ופיזיקאלית‪ 11) .‬נק'(‬ ‫‪α = 00‬‬ ‫הסבר את משמעות‬ ‫ג‪.‬‬ ‫בדוק את נכונות תשובתך לסעיף א' עבור הגבול‬ ‫התשובה מבחינה מתמטית ופיזיקאלית‪ 11) .‬נק'(‬ ‫‪α = 90 0‬‬ ‫הסבר את משמעות‬ ‫שאלה מספר ‪4‬‬ ‫גוף שמשקלו ‪ W‬נע במהירות קבועה על משטח אופקי לא חלק‪ .‬מקדם החיכוך בין הגוף לבין‬ ‫המשטח הוא ‪. µ = 0.5‬‬ ‫נתונים שני מצבים שונים של הגוף‪:‬‬ ‫‪F2‬‬ ‫‪F1‬‬ ‫‪α‬‬ ‫מצב א' – כוח ‪ F1‬מושך את הגוף‬ ‫בזווית של ‪ 45‬מעלות כלפי מעלה‬ ‫א‪.‬‬ ‫מצב ב' – כוח ‪ F2‬דוחף את הגוף‬ ‫בזווית של ‪ 45‬מעלות כלפי מטה‬ ‫בטא את הכוח ‪ F1‬באמצעות ‪ , α , W‬ו‪ 11) . µ -‬נק'(‬ ‫ב‪.‬‬ ‫בטא את הכוח ‪ F2‬באמצעות ‪ , α , W‬ו‪ 11) . µ -‬נק'(‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‪F2‬‬ ‫מצא את היחס‬ ‫‪F1‬‬ ‫‪ 11) .‬נק'(‬ ‫שאלה מספר ‪5‬‬ ‫לוליין שמסתו ‪ 50‬ק"ג נתלה על חבל הקשור בשני קצותיו לשני מוטות‪.‬‬ ‫המרחקים מנקודת האחיזה של‬ ‫הלוליין בחבל עד למוטות שווים‪.‬‬ ‫ניתן להזניח את המרחק בין נקודות‬ ‫האחיזה של שתי ידי הלוליין ואת‬ ‫מסת החבל‪.‬‬ ‫א‪ .‬הזווית בין שני חלקי החבל‬ ‫‪0‬‬ ‫שווה ל‪ . 40 -‬חשב את‬ ‫המתיחות בחבל‪.‬‬ ‫)‪ 11‬נק'(‬ ‫‪α‬‬ ‫‪40 0‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫את המוטות האוחזים בחבל ניתן לקרב זה אל זה או להרחיק זה מזה‪.‬‬ ‫הלוליין נתלה על החבל פעם כשהמוטות קרובים ופעם כשהמוטות רחוקים‪ .‬באחד‬ ‫המצבים החבל נקרע‪ ,‬והלוליין נפל לרשת ביטחון‪.‬‬ ‫תרשים ב'‬ ‫ג‪.‬‬ ‫תרשים ג'‬ ‫באיזה מין המצבים‪ ,‬זה המתואר בתרשים ב' או זה המתואר בתרשים ג'‪ ,‬נקרע החבל?‬ ‫הסבר! )‪ 11‬נק'(‬ ‫במקרה אחר נתלה הלוליין רק על אחד המוטות כששתי ידיו אוחזות בחבל באותה‬ ‫נקודה‪ .‬במצב זה חשב הלוליין בליבו כי המתיחות בחוט שווה למחצית ממשקלו‪ .‬האם‬ ‫צדק הלוליין? על איזה חוק התבסס בהשערתו? נמק! )‪ 11‬נק'(‬ ‫בהצלחה☺‬