מכינות ריענון והשלמה בפיסיקה מבחן סוף מועד ב' בפיסיקה 1 עם המרצים : פרק ראשון- מכניקה: עליך לענות על 3 מתוך השאלות 1 4 )כל שאלה 19 נק'(.

Transcript

1 מכינות ריענון והשלמה בפיסיקה מבחן סוף מועד ב' בפיסיקה 1 עם המרצים : משך הבחינה : 01 דקות חומר עזר מותר: מחשבון, דף נוסחאות מצורף לשאלון. הוראות לנבחן: * בשאלון זה 3 פרקים: פרק ראשון- מכניקה: עליך לענות על 3 מתוך השאלות 1 4 )כל שאלה 19 נק'(. פרק שני חשמל: עליך לענות על 0 מתוך השאלות 5 7 )כל שאלה 14 נק'(. )15 נק'(. פרק שלישי אופטיקה גיאומטרית עליך לענות על שאלה אחת מתוך השאלות 8 9 * ערוך גרפים ותרשימים בעזרת סרגל, אפשר בעפרון g 10( m/ s תאוצת הנפילה החופשית על פני כדור הארץ ) * רשום על הכריכה החיצונית של המחברת את מספרי השאלות עליהן ענית ב ה צ ל ח ה!!! 1

2 מכניקה: עליך להשיב על 3 שאלות מתוך שאלות 4 1. µ s ומקדם החיכוך הקינטי שאלה 1 מניחים על מדף אופקי גוף, שמסתו m. מקדם החיכוך הסטטי בין גוף למדף הוא ביניהם הוא µ. k עגלה B, שמסתה m, B קשורה אל גוף בעזרת חוט אופקי S. 1 בין עגלה B למדף אין חיכוך. אל עגלה B קשור חוט אופקי S. מושכים את חוט S בכוח F )ראה תרשים(. מושכים בכוח F המרבי האפשרי מבלי שהגוף יזוז ממקומו. האם המתיחות בחוט S גדולה/קטנה או שווה למתיחות בחוט S? 1 הסבר! )1( 1. רשום ביטוי לכוח F )באמצעות m, m B, µ s, µ k, g או חלק מהם(. )5(. נתון: = 0.3 k m = kg, m B = 3 kg, µ s = 0.5, µ מרגע שהגוף והעגלה B נמצאים במנוחה, מושכים בכוח F, כך שהגוף והעגלה B נעים בתאוצה קבועה של a = 4 m/s ימינה. 1. חשב את גודל הכוח F. )5( החוט S 1 נקרע כעבור 0.6 שניות ובאותו רגע הכוח F מפסיק לפעול. מה תהיה תאוצתו של כל אחד מהגופים? )4( מה המרחק שיעבור גוף עד שייעצר? )4(..3 S S1 S S1 0. תשובה: ( 1 F s m g ) F m g m s m B a S 1 s m g m a F S 1 m B a F 6 0 F 6N a m 3 s s m g m a Bנעה במהירות קבועה ומסה בתאוצה של. מסה v m s 3. מהירות המסה כאשר נקרע החוט. השינוי במקום מהרגע שנקרע החוט: x 0.96m 0.4 3x v t v ax 0 0

3 שאלה קליע שמסתו 50 gr נע לעבר בול עץ שמסתו 950, gr התלוי על חבל דק שאורכו 5. m הקליע פוגע בבול העץ במהירות V,ויוצא מצדו האחר של הבול במהירות /3. V בול העץ עולה עד שהחבל נפרש בזווית של 90º מעלות )ראה שרטוט(. ניתן להניח שמיד לאחר יציאת הקליע החבל עדיין אנכי. מצא את מהירות בול העץ מיד לאחר יציאת הקליע מהבול. )5( מצא את מהירות הקליע )V) לפני מעברו דרך בול העץ. )5( מצא את מתיחות החבל לפני הפגיעה של הקליע ומתיחות החבל מיד לאחר יציאת הקליע מהבול. )5( )4( ד. תשובה: מצא כמה אנרגיה התבזבזה בפגיעה. לפי מאזני אנרגיות נחשב את מהירות בול העץ אחרי ההתנגשות u 10 m s mu mg 1 חוק שימור התנע v 0.05v v 570 m s m 1v1 m v m1 u1 mu T m g T 8.7N mu T mg לפני: 9. 5N אחרי 3

4 R. = 0.7 m ורדיוסו O הכוללת מעגל אנכי שמרכזו בנקודה,BCDEF שאלה 3 בתרשים שלפניך מתוארת מסילה אנכית C, נמצאות בגובה מרכז המעגל. כל הנקודה B היא תחתית המעגל, הנקודה D היא פסגת המעגל, הנקודות חלקי המסילה הם חסרי חיכוך. V(. ( הגוף נע על המסילה, עובר את המעגל וממשיך m מהירות בנקודה מקנים לגוף קטן שמסתו לנוע על המשטח האופקי לעבר הנקודה F. ידוע שגודל הכוח שבו לוחץ הגוף על המסילה בנקודה D.mg הוא מצא את המהירות.V )5(.1 מצא את תאוצת הגוף בנקודה B. )5(. סמן עקרונית את וקטור התאוצה של הגוף בנקודה E, הסבר את שיקוליך. )4( 3. V. = 4 m/s קבע האם הגוף יגיע לנקודה E, נמק את בפעם אחרת, מקנים לגוף בנקודה מהירות קביעתך. )5( תשובה: 1.נחשב את המהירות בנקודה Dע"י כוחות v 1 m D s m v mg mg R N mg m v R לפי מאזנה אנרגיה מישור יחוס C )כוחות אחרים כוחות שלא הוגדר להם אנרגיה פוטנציאילית( E W אחרים אחרים E B משיקa ar v 35 m s mv mgr mv D שקול a v gr 7 D min m s D נבדוק האם המהירות בנקודה במידה והיא קטנה ממנה הגוף לא יגיע לנקודה E במידה והמהירות גדולה או שווה יגיע ל- E vd 30 m s v 0 7 vd mv mgr mv D 4

5 שאלה 4 בתרשים מתוארת מסילה,BCDEF הקטעים BC ו EF של המסילה הם אופקיים. נתונים הגבהים ביחס רצפה האופקית: h D = 1.4m, h F = 1.5m בין הגוף למסילה אין חיכוך. משחררים גוף קטן ממנוחה בנקודה, הגוף נע על המסילה, ופוגע ברצפה בנקודה G. נתון המרחק האופקי בין קצה המסילה לנקודת הפגיעה ברצפה.KG = m )5( 1. מצא את מהירות הגוף בנקודה F. )4(.) h (. מצא את הגובה של הנקודה בין הגוף למסילה אין חיכוך מלבד בקטע מעל לרצפה, הגוף נע על המסילה ופוגע ברצפה במרחק אופקי.BC משחררים את הגוף ממנוחה בנקודה הנמצאת בגובה X( מקצה המסילה X = 1 m. m 1kg H = m במקום.)KG מסת הגוף האם זמן הנפילה של הגוף, מרגע שעזב את המסילה ועד שפגע ברצפה, שווה לזה שבסעיף א', גדול או )5( )1(.1 קטן ממנו? נמק!. מצא את עבודת כוח החיכוך בשעת תנועת הגוף על המסילה. )4( מצא את הגובה המינימלי H min שבו יש לשחרר את הגוף, כדי שיגיע לרצפה. t 0. 5s v 4 F s m t F v 0. 5 y y 0 gt x v F 1 t.3 תשובה 1 ( זריקה אופקית h. 05m mgh 1 0 mghf mvf E W אחרים אחרים E F ) y y 0 gt 1 1. זמן הנפילה החופשית ללא שינוי )לא תלוי במהירות האופקית( mgh W F 1 v F F s m E W 1 F v 0. 5 אחרים אחרים אחרים אחרים mgh mv E F. H 1.95 W 10H J אחרים אחרים אחרים אחרים W אחרים אחרים אחרים אחרים 5. 5 mgh W mgh D E W E D 5

6 חשמל ומגנטיות: עליך להשיב על שאלות מתוך שאלות 7 5. שאלה 5 לתקרה וחוט S גוף קטן שמסתו m ומטענו q שלילי, תלוי בעזרת שני חוטים מבודדים לתקרה אופקית. חוט S 1 מאונך יוצר זווית α עם התקרה )ראה שרטוט(. בכל האזור קיים שדה חשמלי אופקי אחיד E. נתון: m = 10 - kg, q = C, sin(α( = 0.6, E = N/C ד. סמן את כל הכוחות הפועלים על הגוף. ציין מי מפעיל כל כוח. )4( מהו כיוון השדה החשמלי E? נמק! )( חשב את המתיחות בחוט S. 1 )4( מהו גודל השדה החשמלי המרבי, כך שהחוט עדיין יהיה מתוח? )4( S 1 שאלה 6 על שולחן אופקי מצויר משולש ישר זווית C.BC היא מסילה לאורכה ניתן לנוע ללא חיכוך. נקודה D היא אמצע היתר.C מקבעים בנקודה מטען חשמלי Q ובנקודה B מטען Q B חשמלי q, בעל מסה m, יכול לנוע ממקום למקום )ראה שרטוט המטען q לא מופיע בשרטוט(. )מטענים אלו לא יכולים לזוז(. מטען נתון: B = 0.8 m, BC = 0.6 m, Q = C, Q B = C, q = C, m = kg )3( חשב את המרחקים. C, D, DC, BD חשב את הפוטנציאלים בנקודות C ו- D. )6( חשב את העבודה שיש להשקיע, כדי להעביר את המטען q מנקודה רחוקה מאוד לנקודה C. ד. משחררים ממנוחה את המטען q בנקודה C. באיזו מהירות יגיע המטען לנקודה D? )3( 6

7 שאלה 7 תיל מוליך ישר וארוך מונח על גבי שולחן אופקי. בתיל הישר זורם זרם שעוצמתו I 1 = 10 מסומן בתרשים א'. לצידו של התיל מונחת כריכה מעגלית עשויה תיל מוליך. וכיוונו בתרשים א' מתוארת המערכת במבט על, הנקודה O היא מרכז הכריכה. נתונים: רדיוס הכריכה, R = cm מרחק מרכז הכריכה מהתיל. O = 4 cm B = 10-4 T היא O ידוע שעוצמת השדה המגנטי השקול בנקודה וכיוונו "יוצא מתוך הדף". )1( קבע את כיוון הזרם I הזורם בכריכה ( עם כיוון השעון או נגד כיוון השעון (, הסבר את שיקוליך. )3( )4( )( חשב את עוצמת הזרם I הזורם בכריכה. מסלקים את הכריכה המעגלית ומניחים על השולחן, לצידו של התיל הארוך ובמקביל אליו, מסגרת מלבנית שבה זורם זרם I 3 = 5 בכיוון המסומן. ממדי המסגרת הם a = cm, b = 0 cm והיא מונחת במרחק c = cm מהתיל ( ראה תרשים ב'.) )1( קבע את כיוון הכוח המגנטי שמפעיל התיל הארוך על כל אחת מצלעות המסגרת, הסבר את קביעתך. )( )( חשב את עוצמתו של הכוח המגנטי השקול הפועל על המסגרת, וציין את כיוון הכוח. )4( )3( האם פועל כוח מגנטי על התיל הארוך? אם כן מהם עוצמתו וכיוונו? נמק! )1( 7

8 אופטיקה גיאומטרית: עליך להשיב על שאלה אחת מתוך שאלות 9 8. שאלה 8 כלי מלא בנוזל בעל מקדם שבירה = 1.6 n. במרכז הכלי נמצא מקור אור נקודתי S )ראה תרשים(. אחת מקרני האור היוצאות ממקור S פוגעת בפני הנוזל בנקודה, הנמצאת במרחק אופקי d = 0.4 m מהמקור. הקרן נשברת ויוצאת אל האוויר בזווית. = 60 חשב את זווית הפגיעה α. )3( ד. חשב את עומק הנוזל בכלי. )3( )1( הסבר מדוע האור יוצא מתוך הנוזל רק דרך שטח שצורתו עיגול. )( חשב את שטח העיגול. )5( קבע לכל אחת מהנקודות C, B שעל קרקעית הכלי האם היא מוארת היטב ונמק את קביעתך. נתון: )4( SB = 0.5 m SC = 1.1 m שאלה 9.30 cm עצם שגובהו 10 cm ניצב על הציר האופטי של עדשה. בניסוי 1 התקבלה דמות שגובהה 30, cm והמרחק בינה לבין העדשה היה 10. cm אחר כך קרבו את העצם אל העדשה, עד אשר בניסוי התקבלה שוב דמות שגובהה האם העדשה מרכזת או מפזרת? נמק! )1( באיזה משני הניסויים התקבלה דמות ממשית, ובאיזה מדומה? הסבר! )( )1( הסתמך על הנתונים בניסוי, 1 ומצא את מרחק המוקד של העדשה. )4( )( שרטט שרטוט מדויק ( מומלץ קנה מידה ) 1:10 של מהלך הקרניים המיוחדות להיווצרות הדמות. )4( ד. מצא את מרחק העצם מהעדשה ואת מרחק הדמות מהעדשה בניסוי. )4( 8

9 מבחן מספר פרק ראשון מכניקה שאלה 1 דרך גלגלת אידיאלית G, התלויה מהתקרה, מעבירים חוט הקשור לסלסילה מצד אחד ולסל B מהצד האחר )ראה שרטוט( ומשחררים את המערכת ממנוחה. נתון: [kg] m = [kg], m B = 3 חשב את תאוצת הסלסילה, עם שחרור המערכת. )גודל וכיוון( ( 8 נק' ) חשב את הגובה שעברה הסלסילה במשך חצי שניה. ( 5 נק' ) חשב את מהירות הסלסילה חצי שניה לאחר שחרור המערכת. ( 5 נק' ) ד. חצי שניה לאחר שחרור המערכת החוט הקשור לסלסילה נקרע. )1( מהי תאוצת הסלסילה לאחר שהחוט נקרע? )גודל וכיוון( )( תאר במילים את תנועת הסלסילה לאחר שהחוט נקרע. ( 7 נק' ) שאלה מסובבים גביע שצורתו חרוט ( קונוס ) סביב ציר אנכי, בתדירות קבועה. בתוך הגביע הניחו חרוז קטן. בשעת מתחתית הגביע ואינו מחליק ( ראה תרשים (. h הסיבוב נמצא החרוז בגובה אין חיכוך בין החרוז למשטח. נתון: m = 0gr מסת החרוז h = 40cm הגובה = 30 α הזווית חשב את רדיוס המעגל שבו נע החרוז. ( 3 נק' ) α α h ערוך תרשים של כל הכוחות הפועלים על החרוז, ורשום את משוואות החוק השני של ניוטון. ( 10 נק' ) )1( חשב את גודל הכוח הנורמלי הפועל על החרוז. )( חשב את התאוצה של החרוז. )3( מצא את התדירות שבה מסתובב הגביע. ( 1 נק' ) 9

10 של המסילה הם אופקיים. בקצה המסילה מותקן קפיץ אופקי B ו - DE היא מסילה חלקה, הקטעים שאלה 3 BCDE המחובר לקיר. ( ראה תרשים ) m = 0.5kg מסת הגוף נתון: k = 600N/m קבוע הקפיץ h C = 0.8m h D = 1.m הגבהים C D E h D v h C B v כאשר מקנים לגוף מהירות בנקודה (, v ( הוא נע על המסילה ועולה עד לנקודה. C מצא את המהירות. ( 10 נק' ) כאשר מקנים לגוף מהירות, v = 6m/s הוא עולה עד לנקודה D, מגיע אל הקפיץ ומכווץ אותו. מצא את מידת ( 15 נק' ) הכיווץ המקסימלית של הקפיץ. V, חץ הקשור לתקרה, קושרים בול עץ שמסתו [kg] M. = 4.90 יורים, במהירות אופקית שאלה 4 לחוט שאורכו L שמסתו [kg] m. = 0.1 החץ ננעץ בבול העץ וממשיך לנוע יחד איתו, עד שהם עולים לגובה מרבי [m] h. = 0.45 חשב את מהירות בול העץ עם החץ, מיד לאחר שהחץ פגע בבול העץ. ( 10 נק' ) חשב את מהירות החץ V, לפני שפגע בבול העץ. ( 10 נק' ) כמה אנרגיה אבדה בהתנגשות? ( 5 נק' ) 1

11 C פרק שני חשמל ומגנטיות שאלה 5 הוא ישר זווית ושווה שוקיים, הנקודה D היא אמצע היתר. בשלושת קודקודי המשולש מקובעים מטענים נקודתיים חיוביים שווים. q = q B = q C = C C = BC = 3cm מצא את הכוח החשמלי השקול הפועל על המטען ( q C גודל וכיוון (. ( 15 נק' ) D B מציבים בנקודה D מטען נקודתי נוסף. מתברר שהכוח החשמלי השקול הפועל על המטען q C שווה לאפס. )1( קבע את הסימן של המטען, q D נמק את קביעתך. )( קבע את כיוונו של הכוח השקול הפועל על המטען, נמק את קביעתך. ( 10 נק' ) q D K L C חלקיק 1 P חלקיק M S N שבו שורר שדה מגנטי KLMN שאלה 6 שני חלקיקים נכנסים לתוך איזור מלבני אחיד שכיוונו "יוצא מתוך הדף". מסלולי החלקיקים מתוארים סכמטית בתרשים. קבע את סימן המטען של כל חלקיק. נמק את קביעתך! ( לשני החלקיקים מהירות שווה בגודלה, v = 10 6 m/s וגם גודל מטענם שווה C = q. עוצמת השדה המגנטי. B = T 6 נק' ) )1( חלקיק 1 נכנס לשדה בניצב לצלע KN בנקודה, ויצא מהשדה בנקודה. C נתון:. C = 30cm חשב את מסת החלקיק. m 1 )( חלקיק נכנס לשדה בניצב לצלע KN בנקודה, P ויצא מהשדה בניצב לצלע MN בנקודה. S נתון:. PN = 10cm חשב את מסת החלקיק. ( 19 נק' ) m ב ה צ ל ח ה!!! 11

12 מכינות ריענון והשלמה בפיסיקה מבחן בפיסיקה 3 משך הבחינה : 01 דקות חומר עזר מותר: מחשבון, דף נוסחאות מצורף לשאלון. הוראות לנבחן: * בשאלון זה 3 פרקים: פרק ראשון- מכניקה: עליך לענות על 3 מתוך השאלות 1 4 )כל שאלה 19 נק'(. פרק שני חשמל: עליך לענות על 0 מתוך השאלות 5 7 )כל שאלה 14 נק'(. )15 נק'(. פרק שלישי אופטיקה גיאומטרית עליך לענות על שאלה אחת מתוך השאלות 8 9 * ערוך גרפים ותרשימים בעזרת סרגל, אפשר בעפרון g 10( m/ s תאוצת הנפילה החופשית על פני כדור הארץ ) * רשום על הכריכה החיצונית של המחברת את מספרי השאלות עליהן ענית ב ה צ ל ח ה!!! 10

13 פרק ראשון מכניקה יש לענות על 3 מתוך 4 השאלות הבאות )כל שאלה 11 נק'(: שאלה 1, s גוררים אותו F גוף מונח בתחתית מישור משופע. ברגע = 0 t מפעילים על הגוף כוח במעלה המדרון ומרפים ממנו. מקביל למדרון, במשך קבע איזה מבין הגרפים הבאים מתאר נכון, עקרונית, את המהירות כפונקציה של זמן של הגוף ( הגרפים אינם בקנה מידה מדוייק! )1( כאשר המישור המשופע חלק. )0( כאשר המישור המשופע מחוספס. נמק את קביעתך מתוך שיקולים פיזיקליים, על פי צורת הגרף, בלי להסתמך על המספרים הרשומים על הצירים וללא חישובים כלשהם! בסעיף זה הסתמך על הנתונים בגרף המתאים לתנועה על המדרון החלק. 4m / s ;6n / s )1( מצא את תאוצת הגוף בפרקי הזמן שבהם הוא נע במעלה המדרון. )0( ערוך תרשים כוחות הפועלים על הגוף, ורשום את משוואות החוק השני של ניוטון,כאשר הכוח F ולאחר שהפסיק לפעול. פעל, )3( מצא את זווית השיפוע של המדרון. α )4( מצא את גודלו של הכוח, F אם נתונה מסת הגוף. m = 0.5kg בסעיף זה הסתמך על הנתונים בגרף המתאים לתנועה על המדרון המחוספס. )1( מצא את תאוצת הגוף בפרקי הזמן שבהם הוא נע במעלה המדרון. )0( רשום את משוואות החוק השני של ניוטון, עבור פרק הזמן שבין s ועד לרגע שבו המהירות מתאפסת. )3( מצא את מקדם החיכוך בין הגוף למדרון. µ 13

14 שאלה כדור שמסתו m מסיטים את החוט בזווית תלוי בקצה חוט שאורכו L המחובר לתקרה. לאנך ומשחררים את הכדור ממנוחה. כאשר הכדור חוזר למצבו האנכי פוגע הכדור בגוף שמסתו ההתנגשות, מצחית ואלסטית לחלוטין. הגוף שמסתו, 3m 3m נמצא לפני הפגיעה במנוחה על משטח אופקי. המשטח האופקי מורכב משני חלקים : קטע חלק B וקטע הגוף הוא נתון : BC שמקדם החיכוך שלו עם g ; L 1m ; 0. ; חשב את מהירויות שני הגופים מיד לאחר ההתנגשות. מהי הזווית המקסימלית שיוצר החוט עם האנך לאחר ההתנגשות?.BC 3m בהנחה שהגוף שמסתו נעצר בנקודה C,חשב את אורכו של הקטע. m ד. חשב את המתקף על L כל m, נקשר בעזרת שני חוטים בעלי אורך שאלה 3 גוף קטן, בעל מסה אחד, לחלק האופקי של עמוד שצורתו כאות ר', כמוראה בשרטוט. α עם החלק כאשר העמוד לא מסתובב, החוטים יוצרים זוית האופקי. נתון: = 0.8 sin(α) m = 0.6 [kg], L = 0.5 [m], חשב את מתיחות כל חוט, כאשר העמוד לא מסתוב כאשר מסובבים את העמוד בתדירות ] Z f, = 0.5 H] שני החוטים מתוחים. 1. באיזה חוט המתיחות גדולה יותר? נמק! 0. חשב את המתיחות בחוט השמאלי. ] Z,f = 1 [H חוט אחד כאשר מסובבים את העמוד בתדירות רפוי. 1. מי משני החוטים מתוח? נמק! 0. מה מתיחות החוט המתוח? ד. מהי תדירות הסיבוב המרבית בה שני החוטים מתוחים? 14

15 שאלה 4 בתרשים שלפניך מוצגת מסילה אנכית חלקה B המחוברת לשולחן מעבדה חלק אף הו מסילה זו היא רבע מעגל m R שרדיוסו R שווה לגובה השולחן וגם לאורך הקטע.BC 30 R B 1 C R C' D מנקודה משחררים ממנוחה כדור קטן שמסתו m. לאחר תנועתו מ- עד ל- C, הכדור עף באוויר ופוגע ברצפה בנקודה D. החיכוך בין הכדור ובין האוויר זניח. VC VD מצא את היחס בין מהירויות הכדור בנקודות C ו- D. )1( )0( חשב את זווית הפגיעה של הכדור ברצפה. בטא באמצעות R את המרחק האופקי C'D של מעוף הכדור באוויר. בנקודות 1 ו- 0 )ראה תרשים( מותקנים מאזניים זעירים המכוילים בניוטונים. מהי הוריית המאזניים המותקנים בנקודה 1 כאשר הכדור חולף בנקודה זו? כאשר הכדור חולף בנקודה 0, האם הוריית המאזניים קטנה מזו שמצאת בסעיף הקודם, שווה לה או גדולה )1( )0( ממנה? נמק על ידי חישו ד. אם נתון כי [m] R, = 0.8 חשב את הזמן של תנועת הכדור מ- B ועד ל- D. 15

16 פרק שני חשמל ומגנטיות ענה על אחת מתוך השאלות הבאות )14 נק'(. שאלה 5 בין זוג לוחות אופקיים שורר שדה חשמלי אחיד שכיוונו מעלה. פרוטון נכנס דרך חריר שבלוח העליון במהירות של בכיוון מטה.המרחק בין הלוחות. cm 5 10 m s מהי עוצמת השדה המינימלית שתגרום לעצירת הפרוטון בסמוך ללוח התחתון? כמה זמן נמשכת תנועת הפרוטון עד שמשנה את כיוון תנועתו עבור ערך עוצמת השדה שחישבת בסעיף הקודם? תוך כמה זמן, מרגע כניסת הפרוטון לשדה החשמלי, ייצא הפרוטון דרך החריר? שאלה 6 על נורה א' רשום,5W 0V ואילו על נורה ב' רשום,10W. 30V אם מחברים כל אחת מהנורות )כמתואר בתרשים 0( אל אותו מקור מתח )שהתנגדותו זניחה(, מי משתיהן תאיר בעוצמה גדולה יותר? נמק. כדי שהנורות לא תשרפנה, יש לדאוג שהמתח על הנורות לא יעלה על הערך התקני הרשום עליהן. מה עוצמת הזרם המירבית שיכולה לעבור בכל אחת מהנורות מבלי שהנורה תשרף? מחברים את הנורות למעגל החשמלי המתואר בתרשים 3, בו,R3=100 ההתנגדות R ניתנת לשינוי וכא"מ המקור הוא א R3 =40v והתנגדותו זניחה. ב R תרשים 3 ד. מה ההתנגדות המינימלית R שעבורה לא תשרף אף נורה? ממשיכים להקטין את R עד לאפס. האם נורה א' תשרף, נורה ב' תשרף או שתיהן? הסבר. 16

17 שאלה 7 אלומת אלקטרונים מואצת במתח האצה V. האלומה נכנסת אל בין לוחות בורר מהירויות ובמקביל ללוחות ונעה במהירות קבועה ללא סטייה. בתוך בורר המהירויות קיים שדה חשמלי אחיד E לכיוון מטה ושדה מגנטי אחיד B המאונך לדף ( ראה תרשים, השדה המגנטי לא מסומן בתרשים(. עוצמת השדה החשמלי היא E. B = T 3 10,= עוצמת השדה המגנטי היא 5 N/C קבע את כיוונו של השדה המגנטי, נמק את קביעתך. 1. חשב את מהירות האלקטרונים.. חשב את המתח שבו הואצו האלקטרונים לפני כניסתם אל בין הלוחות. המרחק בין הלוחות הוא d = cm והאלקטרונים נכנסו אל בין הלוחות בדיוק באמצע ביניהם. הלוחות ארוכים )נניח L) > 0 cm. מבטלים את השדה החשמלי ומשאירים את השדה המגנטי. חשב את רדיוס המעגל, לפיו ינועו האלקטרונים. 1. שרטט את המעגל, לפיו ינועו האלקטרונים.. האם האלקטרונים יפגעו באחד הלוחות? נמק!

18 פרק שלישי אופטיקה גיאומטרית ענה על אחת מתוך השאלות הבאות )15 נק'(. שאלה 7 תרשים א' בתרשים א' מתוארת מראה מישורית. MN מקור אור נקודתי נמצא בנקודה. )1( שרטט על גבי התרשים קרן היוצאת מהמקור, פוגעת במראה ומוחזרת אל נקודה. B פרט את שלבי השרטוט וציין בכל שלב על איזה חוק פיזיקלי או תכונה של המראה הסתמכת. )0( האם עין הנמצאת בנקודה C ומביטה אל המראה רואה את דמותו של המקור? נמק! )0( האם עין הנמצאת בנקודה D ומביטה אל המראה רואה את דמותו של המקור? נמק! אקווריום ניצב על שולחן אופקי, הדופן הימנית שלו צמודה לקיר. מציבים מראה מישורית על קרקעית האקווריום, כך שהיא נטויה בזווית α. מכוונים אלומת אור צרה של לייזר אל המראה, האלומה מאונכת לשולחן. כאשר האקווריום ריק ממים, האלומה המוחזרת מהמראה פוגעת בקיר בנקודה. כאשר ממלאים את האקווריום במים, נקודת הפגיעה של האור בקיר היא. B בתרשים ב' מתוארת המערכת כאשר האקווריום מלא במים. שרטט על גבי תרשים ב', עקרונית, את מהלך האור כאשר האקווריום היה ריק, וכאשר הוא היה מלא במים. סמן את נקודות הפגיעה בקיר ו - B. קיר מים מראה α חשב את הזווית בין הקרן היוצאת מהמים לבין פני המים, אם נתון:. n מקדם השבירה של מים = 1.33, α = 15 0 משנים בהדרגה את זווית הנטייה של המראה, עד אשר בזווית מסוימת נעלמת נקודת האור על הקיר. תרשים ב' )1( האם הגדילו את זווית הנטייה או הקטינו אותה? הסבר! )0( חשב את הזווית שבה נעלמה נקודת האור על הקיר. 18

19 שאלה 8 אספן בולים מסתכל על בול הדואר שברשותו דרך זכוכית מגדלת, ורואה את דמות הבול כמוגדלת פי 3. המרחק בין הבול לבין זכוכית המגדלת הוא. 4 cm 1. האם זכוכית המגדלת היא עדשה מרכזת או מפזרת? הסבר. חשב את רוחק המוקד של עדשה זו.. ערוך בקנה מידה תרשים של היווצרות דמות הבול. האם הדמות ממשית או מדומה? לרשות האספן שתי עדשות זכוכית מגדלת, L 1 ו- L, בעלות רוחקי מוקד שווים לזה שמצאת בסעיף 1. הוא שם לב שקוטר העדשה, L 1 קטן מקוטר העדשה. L באיזו מבין שתי העדשות יעדיף האספן להשתמש כדי לראות את דמות הבול? העזר בהסבריך בתרשים שסרטטת בסעיף. באמצעות אותה העדשה שבסעיף א', רוצה האספן לקבל את דמות בול הדואר על גבי מסך, כאשר היא מוגדלת פי 3. 1.היכן עליו להציב, יחסית לבול, את העדשה ואת המסך?.ערוך בקנה מידה תרשים של היווצרות דמות הבול. 19

20 מכינות ריענון והשלמה בפיסיקה מבחן בפיסיקה 4 משך הבחינה : 10 דקות חומר עזר מותר: מחשבון, דף נוסחאות מצורף לשאלון. הוראות לנבחן: * בשאלון זה 3 פרקים: פרק ראשון- מכניקה: עליך לענות על 3 מתוך השאלות 1 4 )כל שאלה 19 נק'(. פרק שני חשמל: עליך לענות על מתוך השאלות 5 7 )כל שאלה 14 נק'(. )15 נק'(. פרק שלישי אופטיקה גיאומטרית עליך לענות על שאלה אחת מתוך השאלות 8 9 * ערוך גרפים ותרשימים בעזרת סרגל, אפשר בעפרון g 10( m/ s תאוצת הנפילה החופשית על פני כדור הארץ ) * רשום על הכריכה החיצונית של המחברת את מספרי השאלות עליהן ענית ב ה צ ל ח ה!!! 0

21 פרק ראשון מכניקה יש לענות על 3 מתוך 4 השאלות הבאות )כל שאלה 11 נק'(: שאלה מספר 1 הן שתי תיבות 1, ו קשורות זו לזו באמצעות חוט הכרוך סביב גלגלת קבועה, כמתואר בתרשים 1. מסות התיבות m1 1. 5kg כאשר תיבה בין תיבה והגלגלת. m 1kg ו- בהתאמה. תיבה m 1 m נמצאת על גבי משטח משופע חלק שזווית שיפועו היא מוחזקת במנוחה בנקודה על גבי משטח אופקי מחוספס, מקדמי החיכוך הקינטי והסטטי v 0 m 1. k מסת החוט והגלגלת זניחים וכן החיכוך בין החוט s ובין המשטח האופקי שווים זה לזה m 1 B m תרשים 1 ברגע m 1 t 0 מקנים לתיבה v 0 מהירות ימינה. וכתוצאה מכך, תיבה זו נעה, במשך שניה אחת, עד לעצירתה בנקודה B. תרשים מתאר את גודל מהירות התיבות החל מתחילת תנועתן ועד לרגע v m s. t 1s ts )1 ) )3 עבור פרק הזמן : 0 t 1s שרטט את תרשים הכוחות הפועלים על כל אחת מהתיבות ורשום ביטוי לתאוצת. a המערכת בהסתמך על הביטוי שרשמת בסעיף הקודם ועל הגרף בתרשים חשב את μ מצא את אורך הקטע. B עבור המצב בו תיבה m 1 נעצרה בנקודה B שרטט את תרשים הכוחות הפועלים על כל אחת מהתיבות. קבע את ההיגד הנכון מבין ההיגדים a-c שלפניך. נמק. לאחר עצירתה בנקודה B, תיבה m 1 מתחילה לנוע שמאלה, כאשר )a )1 ) m תיבה יורדת במורד המישור המשופע m 1 בנקודה B תיבה נמצאת במצב של מנוחה על סף תנועה )b m 1 בנקודה B תיבה נמצאת במצב של מנוחה, אך לא במצב של סף )c תנועה 01

22 וm שאלה מספר m 1. m 3 המסה m, m 1 בתרשים שלפניך מתוארת מערכת שבה שלשה גופים ו- קשורה למסה m m 1 ו-. m 3 המסות m קשורה למסה 1 ובאמצעות חוט נוסף העובר דרך חור בשולחן, מסה מסתובבים m m 3 על גבי שולחן אופקי חלק בתדירות קבועה. כך שמסה תמיד באותו גובה.. שווה, m 1 אורך החוט מהחור השולחן למסה m שווה לאורך החוט ממסה m למסה m 3 m 1 m קבע ונמק את קביעתך: )1( לאיזה משני הגופים מהירות קווית ( משיקית ) גדולה יותר, ופי כמה? m1 m )( לאיזה משני הגופים תאוצה גדולה יותר, ופי כמה? )1( סמן את כל הכוחות הפועלים על כל גוף. )( רשום את משוואות החוק השני של ניוטון לכל גוף. מבט צד m 3 )3( חשב את המתיחות בכל חוט, אם נתון:. m m 0. 1kg 1. המסה של הגופים אורך החוטים 0.m m - 1 כל אחד מהמסות משלים סבוב שלם בחצי שניה. )4( חשב את מסה. m 3 00

23 שאלה מספר 3 בתרשים שלפניך מתוארת מסילה במישור אנכי ועליה נע גוף קטן שמסה שלו. m קטע B חלק ואופקי ועליו נמצא קפיץ רפוי המחובר אל קיר, קטע המסלול BCD הוא חלק, והקטע האופקי DF בקצה הקטע.) k DF מחוספס )מקדם החיכוך הקינטי נמצא קפיץ רפוי המחובר אל קיר, המשטח שהקפיץ מונח עליו הוא חלק. m 0cm k1 4, 000 N m בקטע B מכווצים את הקפיץ שקבוע הקפיץ שלו מרחק של,מניחים מסה )המסה לא קשורה לקפיץ(. משחררים את הגוף )המסה (. m הגוף נע לאורך המסלול עד הנקודה. G בנקודה G הגוף עוצר עצירה. k רגעית לאחר שהוא מכווץ את הקפיץ k 1 B H k D h F G M C. 0.5m הוא FG, אורך הקטע.4m N נתון : אורך הקטע DF הוא m kg. H 3. m. h. m. k 0.5? 0cm k 1 מהו הכוח האופקי הדרוש לכווץ את הקפיץ ל- F חשב את מהירות הגוף בנקודה C בדרכו ל- בפעם הראשונה. F חשב את מהירות הגוף בנקודה D בדרכו ל- בפעם הראשונה.. k ד. חשב את קבוע הקפיץ ה. אחרי העצירה בנקודה, G הגוף מתחיל לנוע בכיוון ההפוך ומתנתק מהקפיץ. האם הגוף יגיע לנקודה? B אם כן, חשב את מהירותו. ו. היכן יעצור הגוף באופן סופי?)מקום מדיוק(. 03

24 שאלה מספר 4 קרונית 1 שמסתה 5kg m1 0. נעה שמאלה על שולחן חלק אופקי B במהירות שגודלה. v 1 קרונית 1 מתנגשת בקיר אנכי התנגשות אלסטית חד ממדית.לאחר ההתנגשות עם הקיר. מתנגשת התנגשות מצחית בקרונית שמסתה. B הנמצאת במנוחה על השולחן האופק m kg v 1 m1 m B F 10 3 N הגרף מתאר את הכוח שקרונית 1 מפעילה על הקיר ועל קרונית, כפונקציה של הזמן t 10 3 s חשב את מהירות של קרונית 1 לאחר ההתנגשות. חשב את המהירות של קרונית לאחר ההתנגשות. האם ההתנגשות בן הקרוניות היא התנגשות אלסטית? נמק. ד. האם התנע של m 1 נשמר בהתנגשות עם הקיר? הסבר 04

25 פרק שני חשמל ומגנטיות ענה על מתוך 3 השאלות הבאות )14 נק'(. kg שאלה מספר 5, Q 1 בתחתית צינורית חלולה וחלקה מוטית בזווית ביחס לקו אופקי. מציבים מטען נקודתי, בעל מטען Q ומסה, m מתייצב במנוחה במרחק d )לא ידוע( הצינורית וקבוע במקומו. מטען נקודתי שני, בעל מטען מתחתית הצינורית,, Q Q 4 nc 1, m נתון:, 53.13?Q מהו גודל ומהו כיוון כוח הכובד הפועל על d Q g?q נמק מהו כיוון הכוח החשמלי הפועל על Q 1. d ד. Q?נמק מהו כיוון הנורמל הפועל על חשב את גודל הנורמל ואת המרחק בין המטענים, שאלה מספר 6 נתונה קליפה כדור חשמלי - מוליך שרדיוסו R1 10cm.במרחק 3m ממרכז הכדור, בנקודה M 900V.) ראה תרשים 1( חשב את מטען הכדור ואת סימנו. איזה עבודה יש להשקיע,כדי להביא מאין סוף לנקודה. q 0.c גוף טעון קטן שמטענו M נימדד פוטנציאל מחברים את הקליפה הנתונה עם קליפה כדורית אחרת, B באמצעות תיל מוליך ארוך מאוד ודק כך ששתי הקליפות רחוקות מאוד זו מזו )מרחק "אין סופי" (. הקליפה האחרת אינה טעונה, ורדיוסה חשב את המטען על כל כדור לאחר החיבור לאחר זמן ר. R 0cm ד. הסבר מה הוא הכיוון של העברת המטען בין הכדורים :מכדור לכדור B או מכדור B לכדור?נמק שאלה מספר 7 בשדה מגנטי אחיד, שעוצמתו B שורר שדה חשמלי אחיד שעוצמתו E בין הלוחות בקו ישר. עוברים דרך סדק O וכיונו לתוך הדף, נמצא בתוך קבל טעון. בין לוחות הקבל, M ו- N, הניצבים למישור הדף,. אלומת חלקיקים נכנסת אל בין לוחות הקבל בניצב לשדות E ו- ולאחר מכן פוגעים בחיץ בנקודה K מטענו של כל חלקיק q M. B החלקיקים נעים ומסתו. m האם מטען החלקיקים הוא חיובי או שלילי? נמק מה כיוון השדה החשמלי? נמק L O K, ו-. E בטא את המרחק OK באמצעות B, m, q ד. רוצים שהחלקיקים יפגעו בחיץ בנקודה קרובה N M יותר לחריר. O להקטין את. OK ניתן לשנות אך ורק את עוצמות השדה B ו- E מה יש לשנות לשם כך? נמק. 05

26 פרק שלישי אופטיקה גיאומטרית ענה על אחת מתוך השאלות הבאות )15 נק'(. שאלה מספר 8 נר שגובהו 5 ס"מ מוצב במרחק של 50 ס"מ מעדשה מרכזת שמרחק המוקד שלה 30 ס"מ. )ראה תרשים(. מסך עדשה היכן יש להציב מסך כך, שתתקבל עליו דמות חדה של הנר? מה גודל הדמות? שרטט את האם ניתן מהלך הקרניים דרך העדשה. להציב את העדשה במקום אחר כך, שהנר יישאר במקומו ותתקבל דמות חדה, באותו המקום שהתקבלה הדמות הראשונה? מה גודל הדמות שהתקבלה. שאלה מספר 9 בתרשים חצי מעגל שמרכזו, O המתאר חתך של חצי דסקית עשויה זכוכית שמקדם השבירה שלה הוא. n אלומת אור צרה שמקורה מנקודה M על הישר, MN פוגעת בדסקית בנקודה. בזווית פגיעה של.והקרן ממשיכה ופוגעת בנקודה B בדסקה. העתק את התרשים למחברתך והראה אלומת האור B M N O היכן בתרשים בדיוק נמצאת זוויות? נמק הפגיעה בנקודה ובנקודה B מצא את זווית השבירה של האלומה. בהכנסה לדסקית בנקודה וכאשר יוצאת מהדסקה בנקודה B, N M חוזרים על הניסוי בזווית כלשהי. אלומת אור צרה שמקורה מהישר MN ונעה מנקודה לנקודה (. האם יכולה להתרחש החזרה מלאה? אם הישר N משיק למעגל בנקודה )הקרן פוגעת רק בנקודה לא הסבר מדוע, אם כן- מהו התנאי לגבי הזווית? 06

27 מכינות ריענון והשלמה בפיסיקה מבחן בפיסיקה 5 משך הבחינה : 10 דקות חומר עזר מותר: מחשבון, דף נוסחאות מצורף לשאלון. הוראות לנבחן: * בשאלון זה 3 פרקים: פרק ראשון- מכניקה: עליך לענות על 3 מתוך השאלות 1 4 )כל שאלה 19 נק'(. פרק שני חשמל: עליך לענות על מתוך השאלות 5 7 )כל שאלה 14 נק'(. )15 נק'(. פרק שלישי אופטיקה גיאומטרית עליך לענות על שאלה אחת מתוך השאלות 8 9 * ערוך גרפים ותרשימים בעזרת סרגל, אפשר בעפרון g 10( m/ s תאוצת הנפילה החופשית על פני כדור הארץ ) * רשום על הכריכה החיצונית של המחברת את מספרי השאלות עליהן ענית ב ה צ ל ח ה!!! 07

28 פרק ראשון מכניקה יש לענות על 3 מתוך 4 השאלות הבאות )כל שאלה 11 נק'(: שאלה מספר 1 בתרשים א' מתוארת מערכת של שני גופים הקשורים בחוט, העובר על גלגלת. הגוף שמסתו m1 4kg נמצא על שולחן אופקי. ניתן להזניח את מסות החוט והגלגלת, ואת החיכוך ביניהם. בין הגוף B למשטח קיים חיכוך. מחזיקים את המערכת במנוחה, כאשר הגוף שמסתו m 6kg תלוי בגובה h מעל לרצפה, וברגע = 0 t משחררים אותה. m בתרשים ב' מתואר גרף המהירות כתלות בזמן של מסה, עד לפגיעתו ברצפה. m 1 m תרשים א h.8 v m s היעזר בגרף, ומצא את: ts תרשים ב )1( הגובה. h )( תאוצת הגוף. m 1 מצא את מקדם החיכוך בין מסה לשולחן. m m 1 מצא את גודל תאוצת הגוף, אחרי שגוף פגע ברצפה. 08

29 BCD שאלה מספר גוף קטן שמסתו m מחליק בלי חיכוך על מסילה )הגוף אינו ניתק מהמסילה במהלך תנועתו(. המסילה. מסתיימת בקטע מעגלי זקוף שרדיוסו R B 5R משחררים את הגוף מנקודה הנמצאת בגובה מעל משטח אופקי העובר דרך הנקודה )ראה תרשים(.., R, m, נתונים: g ד. ה. הוכח כי הגוף לא ניתק מהמסילה. מה גודלה וכיוונוה של המהירות בנקודה? D מהי התאוצה הרדיאלית בנקודה? D חשב את הגובה המינימלי h ממנו ניתן לשחרר את הגוף, כדי שהגוף ישלים תנועה במעגל שלם. חשב את גודל הכוח בו מעיק הגוף על המסילה כשהגוף משוחרר מגובה h שחושב בסעיף הקודם בנקודות. C - Bו שאלה מספר 3 המתקן המשורטט בנוי מסלול חלק, ללא חיכוך, של רבע מעגל B שרדיוסו R,וממדרון BC עם שיפוע, שעליו קיים חיכוך. תלמיד משחרר כדור, שמסתו, kg בנקודה ( מהירות התחלתית אפס ) הכדור נעצר בנקודה D ונשאר שם. נתונים : א( מה מהירות הכדור בנקודה B? פרט. ב( מה מהירות הכדור בנקודה? K פרט. ג( מהו גודל עבודת החיכוך עד שהכדור נעצר? פרט. ד( מהו מקדם החיכוך הקינטי בין המדרון לכדור? פרט. ה( מהו גודל המהירות ההתחלתית שצריך להקנות התלמיד לכדור בנקודה כדי שהכדור ייעצר בנקודה C? פרט. 09

30 שאלה מספר 4 מסה מונחת בקצהו של שולחן חלק.מסה m נעה על השולחן במהירות v 4 m s m1 9kg ומתנגש במסה m 1 התנגשות אלסטית.מסה m לאחר ההתנגשות נעה בכיוון המנוגד לכיוון התנועה לפני m 1 ההתנגשות. מתנגשת בקיר אנכי התנגשות אלסטית חד ממדית.חוזר ונופל לקרקע באותו מרחק אופקי שמסה.) m 1 פגעה בקרקע )נופל על מסה m m 1? m 1 מהי מהירות מסה m לאחר ההתנגשות עם מסה? m 1 m מהי מהירות מסה לאחר ההתנגשות עם מסה? m חשב את גודל מסה 3

31 פרק שני חשמל ומגנטיות ענה על מתוך 3 השאלות הבאות )14 נק'(. שאלה מספר 5 q כדור קטן בעל מסה m ומטען מחובר אל הקצה התחתון של חוט אנכי חלק מבודד, התלוי מן התקרה. על q החוט מושחל חרוז קטן בעל מסה m ומטען. המערכת נמצאת בשווי משקל. נתון :. k m, g, q, d מהו המרחק בין הכדור לבין החרוז? מהי המתיחות בחוט? חרוז d נמקם את החרוז במקום גבוה מ- )המרחק בין החרוז לכדור גדול מ- ) d.1 האם הכוח השקול על החרוז יגדל יקטן או לא ישתנה ביחס למצב הקודם? נמק כדור. האם המתיחות תקטן תגדל לא תשתנה ביחס למצב הקודם? נמק שאלה מספר 6 כדור קטן שמסתו. m 6gr וטעון במטען Q. תלוי בחוט שמסתו זניחה לקיר אנכי. ונמצא 0 E 4000 N c שכיונו ביחס לציר האופקי כמתואר בשדה אחיד שעוצמתו E בתרשים. הכדור נמצא במנוחה והחוט מאונך לקיר. מה סימנו של המטען Q? חשב את המטען Q. חשב את המתיחות בחוט. 31

32 I, I שאלה מספר 7 שני תיילים ארוכים ומקבילים זה לזה נושאים זרמים שעוצמתם )תרשים(. האם קיים מקום, בו מתאפס השדה המגנטי השקול, הנוצר ע"י הזרמים? אם כן מצא היכן, אם לא נמק מדוע. מהי העוצמה ומהו הכיוון של השדה B ו C שבתרשים? המגנטי הנוצר בנקודות, מהו הכוח )גודל וכיוון( ליחידת אורך שהתיילים מפעילים זה על זה?. v מהו הכוח האלקטרומגנטי ( גודל וכיוון( הפועל על האלקטרון, כשהוא 6 10 m s אלקטרון נע במהירות של B ו C, אם הוא נע: נמצא בכל אחת מהנקודות, 1. כלפי מטה?.ימינה? 3.פנימה במאונך למישור התיילים? 4. החוצה במאונך למישור התיילים? 30

33 פרק שלישי אופטיקה גיאומטרית ענה על אחת מתוך השאלות הבאות )15 נק'(. שאלה מספר 8 עצם מאיר B ניצב במרחק 1mממרקע. בין המרקע לעצם נמצאת עדשה שמרחק מוקדה הוא.16cm באיזה מרחק נמצא המרקע כך שנוצרת על המרקע דמות חדה? הסבר מדוע קימות שתי אפשרויות. סרטט מהלך קרניים לקבלת הדמות המוגדלת על המרקע. סרטט בתרשים שבנית )בסעיף ב'( את מהלכה של קרן אור היוצאת מאמצע העצם והעוברת את העדשה בנקודה C. ומגיעה לדמות. ד. מכסים את המחצית התחתון של העדשה בחומר אטום לאור. האם יחול שינוי בדמות? אם לא הסבר. אם כן מהו השינוי? הסבר שאלה מספר 9 מיכל גלילי רחב מלא נוזל, שמקדם השבירה שלו. n 1.4 במרכז תחתית המיכל נמצא מקור אור נקודתי. קרן אור הבוקעת ממקור האור ופוגעת בפני הנוזל בנקודה הנמצאת במרחק אופקי d.0 3m מהמקור, נשברת החוצה 0 אל האוויר בזויות. 30 חשב את זווית הפגיעה. מהו גובה הנוזל במיכל, h? תלמיד המסתכל על פני הנוזל רואה אזור מואר בצורת עיגול. חשב את שטח האזור המואר. ד. רוצים להגדיל את השטח המואר, האם יש להוסיף או יש להפחית בגובה המים? נמק. 33

34 מבחן מספר 6 חלק המכניקה: עליך להשיב על 3 שאלות מתוך שאלות 4 1. שאלה מספר 1 עגלה, שמסתה,m מונחת בתחתית מדרון שזווית שיפועו α. מקדם החיכוך הקינטי והסטטי בין העגלה למדרון הוא. חוט הקשור לעגלה עובר דרך גלגלת אידיאלית הנמצאת בראש המדרון, כך שהחוט מקביל למדרון. החוט מחובר למשקולת B, בעלת מסה,mB התלויה ללא מגע עם המדרון )ראה שרטוט(. משחררים את המערכת ממנוחה. נתונים: = 0.6 sin(α) = 0.5, m = kg, mb = kg, a = 1 m/s לכיוון מעלה. חשב את גודל ואת כיוון תאוצת העגלה עם שחרורה. )5(.x = 0. 5 m, v = 1 m/s )4(.1 s חשב את מהירות העגלה ואת המרחק שעברה במשך אחרי 1 s מרגע שחרור הגופים החוט נקרע. חשב את תאוצת העגלה מיד לאחר שהחוט נקרע. )4( a = 8 m/s לכיוון מטה. ד. חשב את המרחק הכולל שעברה העגלה עד לנקודה הגבוהה ביותר אליה הגיעה. x = = m )( mgsin(α) > fk ה. האם העגלה תרד לאחר שהגיעה לשיא הגובה? )( כן 34

35 שאלה מספר לעגלה קטנה, בעלת מסה m, מקנים מהירות V בנקודה, על מסלילה חלקה, BCDEG הכוללת מסלול אנכי )התנועה בתוך המעגל והעגלה לא מחוברת למסילה(, בעל רדיוס R. )הנקודה B היא הנמוכה ביותר, הנקודה C בגובה מרכז המעגל, הנקודה D היא הגבוהה ביותר והנקודה E היא כזאת שהקטע EO יוצר זוויתα עם הקטע.)BO נתונים: = 60 α m = kg, R = 1.5 m, 5 m/s מהי המהירות המזערית Vmin שיש להעניק לעגלה בנקודה, כדי שתגיע לנקודה C? )4( 7.9 m/s מהי המהירות המזערית Vmin שיש להעניק לעגלה בנקודה, כדי שתגיע לנקודה D? )5( מקנים לעגלה בנקודה מהירות.V = 10 m/s עבור הנקודה E במסלול העגלה חשב: )8(.1 את מהירות העגלה. h = 0.65 m V = > v = m/s. את הנורמל שהמסילה מפעילה על העגלה. ar = 70 m/s, N = 150 N.3 את התאוצה הרדיאלית ואת התאוצה המשיקית. ar = 70 m/s, at = 8.66 m/s 35

36 שאלה מספר 3 עגלה קטנה, בעלת מסה m, נלחצת בשיעור X אל קפיץ )לא מחוברת לקפיץ(, בעל קבוע k ומשוחררת ממנוחה. העגלה עוברת מסלול אופקי חלק,B מסלול אופקי לא חלק BC ונופלת בנקודה G )ראה שרטוט(. אורך הקטע BC הוא L, מקדם החיכוך בין העגלה למשטח בקטע BC הוא וגובה BC ביחס ל-.h הוא GH נתונים: = m = kg, x = 0. m, k = 450 N/m, L = 0.65 m, 0.4, h = 0.8 m 3 m/s חשב את מהירות העגלה מיד לאחר שהשתחררה מהקפיץ. )4( -5 J חשב את עבודת החיכוך על העגלה בעוברה מנקודה B עד לנקודה C. )5( m/s חשב את מהירות העגלה לכשתגיע לנקודה C. )4( 0.8 m ד. חשב את המרחק.GH )4( 36

37 שאלה מספר 4 שולחן אופקי,CDE חלק בחלקו CD ולא חלק בחלקו,DE כך שמקדם החיכוך בין השולחן לעגלות הוא. מניחים שתי עגלות על החלק :CD עגלה, בעלת מסהm, ועגלה B, בעלת מסה.mB מקנים לעגלה מהירות V ימינה ולעגלה B מהירות VB שמאלה )ראה שרטוט(. העגלות נצמדות וממשיכות ימינה במהירות u. נתונים: = 0.4 m = 3 kg, V = 5 m/s, mb = kg, u = 1 m/s, 5 m/s חשב את מהירות עגלה B לפני ההתנגשות בין העגלות. )5( שמאלה. )3( )5( חשב את גודל ואת כיוון כוח החיכוך הפועל על העגלות הצמודות אחרי שעברו את נקודה D. 0 N שמאלה חשב את גודל ואת כיוון שינוי התנע של העגלות מרגע שהגיעו לנקודה D עד שנעצרו. 5 Ns שמאלה 0.5 s ד. חשב את הזמן שעבר מרגע שהעגלות הגיעו לנקודה D עד שנעצרו. )4( 37

38 חלק החשמל ומגנטיות: עליך להשיב על שאלות מתוך שאלות 7 5. שאלה מספר 5 לוח גדול ( "אינסופי" ) הטעון חיובית מונח על שולחן אופקי. הלוח יוצר שדה חשמלי אחיד בכיוון הניצב ללוח. כדור מוליך קטן תלוי על חוט מבדד מעל ללוח ( ראה תרשים א' (. הכדור טעון במטען שגודלו q וסימנו אינם ידועים. נתונים: עוצמת השדה שיוצר הלוח = E. המסה של הכדור m. = 0.05 kg המתיחות בחוט T. = 45.5 N יחידות השדה ניוטון לקולון. 1. קבע את סימן המטען של הכדור, נמק את קביעתך. שלילי, T > mg לכן כוח חשמלי משיכה 10-6 C מצא את גודל מטענו של הכדור q. )5( )שלילי(. מסלקים את הלוח הטעון, ומציבים במקומו על גבי השולחן שני מטענים נקודתיים חיוביים שווים, Q בנקודות., C במצב זה תלוי הכדור בנקודה, B כך שהמשולש BC הוא במישור האנכי ( ראה תרשים ב'.) נתון: המשולש BC הוא שווה שוקיים ( 4cm ) B = BC = בעל זוויות בסיס = 30 α. המתיחות בחוט שעליו תלוי הכדור שווה לזו שבסעיף א'. מצא את גודלו של המטען Q תשובה Q 4C 38

39 6. במעגל שבתרשים מכשירי המדידה אידיאליים. R = R3 = R4 = נתונים: כא"מ המקור, ε = 15 V התנגדותו הפנימית, r = 1 Ω התנגדויות הנגדים: V1. R5 = 10 Ω, Ω האמפרמטר 3 מודד זרם של. 1 הוולטמטר מודד מתח של. 10 V 5 Ω )5(.R1 מצא את התנגדות הנגד 1 )5(. 4 מצא את הוריית האמפרמטר 3 )3(. מצא את הוריית האמפרמטר 1 V )4(.V ד. מצא את הוריית הוולטמטר 39

40 שאלה מספר 7 שני תילים ישרים, ארוכים, מקבילים מתוחים על גבי שולחן אופקי, במרחק של 10 cm זה מזה. תרשים א' מתאר את התילים במבט מלמעלה. מזרימים בתילK זרם שעוצמתו I 1 = 10 בכיוון המסומן בתרשים. מה צריך להיות כיוונו של הזרם בתיל N, כדי שהתילים ימשכו זה את זה? נמק! )3( ימינה I.1. מזרימים בתיל N זרם שעוצמתו, I = 0 בכיוון שקבעת בסעיף )1(. מצא את עוצמת השדה המגנטי שיוצרים התילים ( גודל וכיוון ) בנקודה, P הנמצאת באמצע בין שני התילים. )6( T יוצא מהדף מסלקים את התיל, N ומשאירים רק את התיל. K מניחים על השולחן מסגרת מלבנית, PQRS שממדיה. PQ = RS = 0 cm, PS = QR = 10 cm הצלע PQ של המסגרת מקבילה לתיל, K ונמצאת הם שעוצמתו, I 3 = 5 בכיוון המסומן. אין במרחק של 5 cm ממנו. המסגרת עשויה תיל מוליך, וזורם בה זרם חיכוך בין המסגרת לשולחן. בתרשים ב' מתוארים התיל והמסגרת במבט מלמעלה. האם יש להפעיל כוח על המסגרת, כדי שהיא תישאר במנוחה? הסבר, אם כן מצא את גודלו ואת כיוונו של הכוח. בכיוון מעלה.67 8() 10-5 N 4

41 חלק האופטיקה גיאומטרית: עליך להשיב על שאלה אחת מתוך שאלות אלומה של אור המורכב משני צבעים שונים ( צבע 1 וצבע ) פוגעת בזווית = 70 α בנקודה על פניה של תיבה שעובייה. d = 0 cm מקדם השבירה )ביחס לאוויר( של החומר ממנו עשויה התיבה שונה לכל אחד מהצבעים: עבור צבע = 1.5 1: n1, עבור צבע = 1.45 : n. התיבה נמצאת באוויר, ומוצמדת ללוח צילום. על לוח הצילום מתקבלות שתי נקודות ( C, B ראה תרשים א' (. א( 6 ). 1. שרטט את מהלך קרן האור בתוך התיבה, עד לפגיעה בלוח הצילום, וקבע באיזו נקודה של לוח הצילום ( B או ) C פגע האור בצבע, 1 ובאיזו אור בצבע. נמק את קביעתך. צבע 1 בנקודה, B צבע בנקודה C. מצא את המרחק BC = 1.3 cm. BC מרחיקים את התיבה מלוח הצילום ומחזיקים אותה במקביל אליו. מכוונים את אלומת האור באותה זווית כמו קודם ( ראה תרשים ב' (. האם המרחק בין נקודות הפגיעה של שני הצבעים על לוח הצילום שווה ל BC, גדול מ BC, או קטן מ BC? נמק! )3( שווה, הקרניים יוצאות מקבילות מכוונים את אלומת האור אל מנסרה משולשת העשויה מאותו חומר, כמתואר בתרשים ג'. חתך המנסרה הוא משולש ישר זווית, והאור פוגע בניצב בדופן המנסרה. על לוח הצילום מתקבלת רק נקודה אחת, של אחד מהצבעים. )6( קבע איזה מהצבעים פגע בלוח הצילום, נמק את קביעתך. שרטט את מהלך האור בעל הצבע שלא פגע בלוח הצילום, עד ליציאתו מהמנסרה, הסבר את שיקוליך..1. זווית הפגיעה בתוך המנסרה c c 1 תשובה

42 שאלה מספר 9 נתונה עדשה מרכזת בעלת רוחק מוקד של 30. cm אדם מציב עצם על הציר האופטי משמאל לעדשה, ורואה את דמותו ההפוכה של העצם, המתקבלת במרחק של 10 cm מהעדשה. )6( האם הדמות התקבלה משמאל לעדשה או מימין לה? הסבר! מימין, הפוכה=ממשית.1. מצא את מרחק העצם מהעדשה. u = 40 cm מצא את גובה הדמות, אם נתון שגובה העצם הוא Hi = 30 cm 10. cm האדם משנה את המרחק בין העצם לעדשה, עד אשר הוא רואה דמות ישרה של העצם. )4(.3 האם האדם קירב את העדשה לעצם, או הרחיק אותה ממנו? הסבר! קרב, ישרה = מדומה, u < f.1 האם יתכן שדמות זאת תהיה שווה בגודלה לדמות שבסעיף א'? הסבר. כן, מדומה מוגדלת. בתרשים שלפניך מסומנים עצם, עדשה והמוקדים של העדשה. )5( העתק את התרשים למחברתך ושרטט את מהלך הקרניים המיוחדות להיווצרות הדמות. קבע האם הוא מתאים עקרונית לסעיף א' או לסעיף ב'. ב, מדומה.1. 40