Transcript

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 בגרות לבתי ספר על יסודיים א. סוג הבחינה: מדינת ישראל בגרות לנבחנים אקסטרניים ב. משרד החינוך קיץ תשע"ה, 2015 מועד הבחינה: , מספר השאלון: נוסחאות ונתונים בפיזיקה ל 5 יח"ל נספח: א. משך הבחינה: שעתיים וחצי )150 דקות(. פיזיקה מכניקה, אופטיקה וגלים לתלמידי 5 יחידות לימוד הוראות לנבחן ב. מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה שני פרקים. פרק ראשון מכניקה 25#3 75 נקודות נקודות פרק שני אופטיקה וגלים # נקודות סה"כ )1( מחשבון. חומר עזר מותר בשימוש: ג. )2( נספח נוסחאות ונתונים בפיזיקה המצורף לשאלון. הוראות מיוחדות: ד. ענה על מספר שאלות כפי שהתבקשת. תשובות לשאלות נוספות לא ייבדקו )התשובות )1( ייבדקו לפי סדר הופעתן במחברת הבחינה(. בפתרון שאלות שנדרש בהן חישוב, רשו ם את הנוסחאות שאתה משתמש בהן. )2( כאשר אתה משתמש בסימן שאינו בדפי הנוסחאות, כתוב במילים את פירוש הסימן. לפני שאתה מבצע פעולות חישוב, הצב את הערכים המתאימים בנוסחאות. רשו ם את התוצאה שקיבלת ביחידות המתאימות. אי רישום הנוסחה או אי ביצוע ההצבה או אי רישום יחידות עלולים להפחית נקודות מהציון. כאשר אתה נדרש להביע גודל באמצעות נתוני השאלה, רשום ביטוי מתמטי הכולל את )3( נתוני השאלה או את חלקם; במידת הצורך אפשר להשתמש גם בקבועים בסיסיים, כגון תאוצת הנפילה החופשית g או קבוע הכבידה העולמי G. / 2 ms 10 לתאוצת הנפילה החופשית. בחישוביך השתמש בערך )4( כתוב את תשובותיך בעט. כתיבה בעיפרון או מחיקה בטיפקס לא יאפשרו ערעור. )5( מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד. כתוב במחברת הבחינה בלבד, בעמודים נפרדים, כל מה שברצונך לכתוב כטיוטה )ראשי פרקים, חישובים וכדומה(. רשו ם "טיוטה" בראש כל עמוד טיוטה. רישום טיוטות כלשהן על דפים שמחוץ למחברת הבחינה עלול לגרום לפסילת הבחינה! ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! /המשך מעבר לדף/

13 ענה על שלוש מהשאלות פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' + 656, נספח ה ש א ל ו ת פרק ראשון מכניקה )75 נקודות( )לכל שאלה 25 נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רשו ם בסופו.( 1. שתי משאיות A ו B נכנסות באותו הזמן לשני מסלולים מקבילים זה לזה בקטע כביש ישר. בכל אחת מן המשאיות מותקן מכשיר המחשב בהפרשי זמן שווים את מיקומה.)GPS( הנקודות בתרשים שלפניך מייצגות את מיקומי המשאיות A ו B, לאורך הקטע MN שאורכו 180 ק"מ. הנקודה P היא האמצע של קטע הנסיעה. משאית A M P N משאית B M P N היעזר בתרשים וענה על הסעיפים א-ה שלפניך. א. נתון כי זמן הנסיעה של משאית B מנקודה M לנקודה N היה 3 שעות. חשב את מהירות הנסיעה הממוצעת של משאית זו בקטע. MN. קילומטר וגם מטר שנייה שעה בטא את תשובתך ביחידות של )5 נקודות( ב. קבע אם מהירות הנסיעה הממוצעת של משאית A בקטע MN גדולה ממהירות הנסיעה הממוצעת של משאית B בקטע זה, קטנה ממנה או שווה לה. נמק בלי לחשב. )5 נקודות( ג. חשב את מהירות הנסיעה הממוצעת של משאית A במחצית הראשונה של קטע הנסיעה )5 נקודות( )הקטע.)MP ד. חשב את מהירות הנסיעה הממוצעת של משאית A במחצית השנייה של קטע הנסיעה )5 נקודות( )הקטע )PN. ה. קבע אם יש רגע שבו המהירות הרגעית של שתי המשאיות שווה. נמק. )5 נקודות( /המשך בעמוד 3/

14 - 3 - פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' + 656, נספח 2. בניסוי בשיעור פיזיקה מדדו תלמידים את התאוצה של גוף הנע במורד מדרון שזווית שיפועו a )ראה איור(. a התלמידים חזרו על המדידה כמה פעמים, ובכל פעם שינו את מקדם החיכוך בין הגוף למדרון. הנח שמקדם החיכוך הסטטי שווה למקדם החיכוך הקינטי, והתנגדות האוויר זניחה. תוצאות המדידות מוצגות בטבלה שלפניך. n m ab s 2 l העתק למחברתך את האיור, והוסף לו תרשים של הכוחות הפועלים על הגוף בעת תנועתו א. )3 נקודות( במורד המדרון. רשום ליד כל כוח את שמו. השתמש בתרשים הכוחות שסרטטת בתשובתך על סעיף א, ובטא את תאוצת הגוף )a( ב. כפונקציה של מקדם החיכוך )n(. פרט את השלבים בפיתוח הביטוי. בביטוי הסופי )6 נקודות( השתמש בפרמטרים g ו a בלבד. על פי הנתונים שבטבלה, סרטט במחברתך גרף המתאר את תאוצת הגוף )a( כפונקציה של ג. )5 נקודות( מקדם החיכוך )n(. הסבר את המשמעות הפיזיקלית של נקודות החיתוך של הגרף עם שני הצירים. ד. )6 נקודות( )5 נקודות( חשב את זווית השיפוע )a( של המדרון. ה. /המשך בעמוד 4/

15 - 4 - פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' + 656, נספח 3. תמי, תלמידה במגמת פיזיקה, החליטה לחקור את השינויים החלים במהירות של מעלית בעת תנועתה. לצורך כך הוצבו במעלית מאזני רצפה ביתיים. תמי נכנסה למעלית באחת מקומות הבניין, נעמדה על המאזניים ולחצה על לחצן קומה אחרת. המעלית התחילה לנוע ונעצרה רק כשהגיעה לקומה האחרת. הגרף שלפניך מתאר את הוריית המאזניים בפרק הזמן שתמי עמדה עליהם. הוריית (Kg) המאזניים 50 A B C D E t (s) א. לפניך רשומים שלושה כוחות )1(-)3( הפועלים על תמי במהלך תנועת המעלית. קבע איזה מן הכוחות מיוצג על ידי הוריית המאזניים )1( כוח הכובד המופעל על תמי על ידי כדור הארץ )2( הכוח הנורמלי המופעל על תמי על ידי המאזניים )3( הכוח השקול שפועל על תמי )3 נקודות( ב. קבע את מצב המעלית בכל אחד מן הקטעים A, B, C, D, E של הגרף: מנוחה, תנועה קצובה או תנועה במהירות משתנה. )5 נקודות( ג. חשב את הגודל של תאוצת המעלית בכל אחד מן הקטעים. )6 נקודות( ד. קבע אם במהלך נסיעה זו המעלית עלתה, ירדה או שאי אפשר לקבוע זאת. הסבר. )5 נקודות( ה. סרטט במחברתך גרף המתאר את הגודל של מהירות המעלית כפונקציה של הזמן, עבור פרק הזמן. 0# #t 13s אינך נדרש לרשום את ערכי המהירות על ציר הגרף. )6 נקודות( /המשך בעמוד 5/

16 - 5 - פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' + 656, נספח 4. מטוטלת פשוטה מורכבת מכדור קטן שמסתו m הקשור לתקרת חדר בחוט שאורכו. L מסת החוט זניחה. בניסוי הסיטו תלמידים את הכדור מנקודת שיווי המשקל )נקודה 3 בתרשים( לנקודה 1 הנמצאת בגובה h מעל לנקודה 3 )ראה תרשים( ושחררו אותו. יש להזניח את התנגדות האוויר. L h D במסלול תנועת הכדור מסומנות 5 נקודות )1-5(. א. קבע באיזו נקודה או באילו נקודות: )1( גודל התאוצה המשיקית של הכדור מרבי. )2( גודל המהירות המשיקית של הכדור מרבי. )4 נקודות( ב. כאשר הכדור חלף בנקודה הנמוכה ביותר של מסלולו )נקודה 3(, האם המתיחו ת בחוט הייתה גדולה מכוח הכובד הפועל על הכדור, קטנה ממנו או שווה לו? נמק. )5 נקודות( ג. פ תח ביטוי של גודל הכוח השקול שפועל על הכדור בעודו חולף בנקודה הנמוכה ביותר של מסלולו. בטא את תשובתך באמצעות הפרמטרים:. m, L, g, h 6( נקודות( התלמידים ערכו שני ניסויים נוספים במטוטלת דומה לזו המתוארת בפתיח לשאלה. בניסוי 1 הסיטו את הכדור עד לנקודה 1 )גובה h מעל הנקודה 3( ושחררו אותו )אותו ניסוי שבפתיח(. בניסוי 2 הסיטו את הכדור עד לנקודה, 2 הנמצאת בגובה 2 h מעל הנקודה, 3 ושחררו אותו. בשני הניסויים כשהכדור חלף בנקודה 3 הוא ניתק מן החוט והמשיך לנוע עד פגיעתו בקרקע. t 2 בניסוי. 2 t 1 בניסוי,1 וב את הזמן שחלף מרגע ניתוק הכדור מן החוט ועד שהגיע לקרקע נסמן ב, t 2 קטן ממנו או שווה לו? נמק. )4 נקודות( t 1 גדול מזמן ד. האם זמן t 2 בהתאמה. t 1 ו D 2 את המרחקים האופקיים שעבר הכדור בזמנים D 1 וב נסמן ב. D 2 6( נקודות( D 1 למרחק ה. חשב את היחס בין המרחק /המשך בעמוד 6/

17 פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' + 656, נספח בסרט "כוח משיכה" משנת 2013, האסטרונאוטים מנסים להגיע לתחנת החלל הבין לאומית, 5. לאחר שתיקנו לוויין הסמוך לתחנת החלל. הלוויין ותחנת החלל נעים סביב קו המשווה בגובה 400 קילומטרים מעל פני כדור הארץ. הנח שמסלול התחנה הוא מסלול מעגלי, והכוח היחיד הפועל על התחנה הוא כוח המשיכה של כדור הארץ. )7 נקודות( חשב את תאוצת התחנה בהיותה במסלול המתואר בפתיח לשאלה. א. לפניך ארבעה היגדים. iv-i ב. )3 נקודות( קבע איזה מן ההיגדים נכון, והעתק אותו למחברתך. תחנת החלל נעה במסלולה במהירות שגודלה קבוע. i תחנת החלל נעה במסלולה במהירות קבועה. ii שקול הכוחות הפועלים על תחנת החלל הנעה במסלולה שווה לאפס. iii תחנת החלל נעה במסלולה במהירות ובתאוצה קבועות. iv ידוע כי תאוצת הכובד בגובה המסלול של התחנה והלוויין היא בקירוב 90% מתאוצת ג. הכובד על פני כדור הארץ. כיצד אפשר להסביר את העובדה שהאסטרונאוטים שמתקנים את הלוויין נראים )5 נקודות( חסרי משקל )מרחפים(? ברגע מסוים עברה תחנת החלל במסלולה מעל נקודה כלשהי שנמצאת על קו המשווה. ד. כמה פעמים נוספות עברה תחנת החלל מעל נקודה זו ביממה )24 שעות(? )אפשר להזניח את הסיבוב של כדור הארץ סביב עצמו.( )6 נקודות( האם האנרגיה המכנית של התחנה נשמרת במהלך תנועתה במסלולה המעגלי סביב ה. )4 נקודות( כדור הארץ? הסבר את קביעתך. /המשך בעמוד 7/

18 ענה על שתיים מהשאלות פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' + 656, נספח פרק שני אופטיקה וגלים )25 נקודות( 12 2 נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רשו ם בסופו.( )לכל שאלה 1 6. כדור שקוטרו 40 ס"מ קשור בחוט דק אל נורה דולקת )מקור אור נקודתי( שקבועה בתקרת החדר )ראה תרשים א. שים לב: התרשים אינו בקנה מידה מדויק(. נורה A תרשים א גובה התקרה 280 ס"מ מעל הרצפה. על הרצפה נוצרת צללית כהה של הכדור. צורת הצללית עיגול וקוטרה 1 מטר. א. העתק את תרשים א למחברתך וציין בו את מקום הנורה, הכדור והצל. )3 נקודות( ב. חשב את הגובה של הנקודה הנמוכה ביותר על הכדור )נקודה A בתרשים א( מעל הרצפה. )5 נקודות( מימין לנורה הראשונה וסמוך לה הדליקו נורה נוספת )ראה תרשים ב(. נורה נוספת תרשים ב ג. העתק את תרשים ב למחברתך. הסבר את ההיווצרות של אזורי צל מלא וצל חלקי באמצעות סרטוט של מהלך קרני אור מתאימות. קבע באיזה אזור )או באילו אזורים( נוצר צל מלא ובאיזה אזור )או באילו אזורים( נוצר צל חלקי. סמן את האזורים האלה בבירור 1 בתרשים שבמחברתך. אין צורך לשמור על קנה מידה מדויק. ( 2 4 נקודות( /המשך בעמוד 8/

19 - 8 - פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' + 656, נספח 7. ילד הלובש חולצה שעליה מודפסת האות F עומד מול מראה מישורית התלויה על קיר )ראה איור(. א. מהי התופעה הפיזיקלית שגורמת להשתקפות הילד רק במראה ולא בקיר? )4 נקודות( ב. המרחק של הילד מן המראה היה 1 מטר, והוא החל להתקרב אליה במהירות קבועה. v= 0. 5 m s חשב בתוך כמה זמן יהיה המרחק בין הילד ובין דמותו 0.5 מטר. )4 נקודות( ג. לפניך ארבע צורות IV-I של האות. F העתק למחברתך את המספר של צורת הדמות 4 2 נקודות( של האות, F כפי שהילד שמסתכל במראה רואה אותה. ( 1 /המשך בעמוד 9/

20 פיזיקה, קיץ תשע"ה, מס' , נספח שני התרשימים שלפניך מתארים גל מחזורי שמתקדם לאורך חבל מתוח. y (cm) 5 P a y (cm) 5 0 e b x (cm) t(s) -5 d c -5 תרשים א תרשים ב היעזר בתרשימים ומצא את הגדלים האלה: א. משרעת )אמפליטודת( הגל. )1( תדירות הגל. )2( אורך הגל. )3( )6 נקודות(. ב. חשב את המהירות של התקדמות הגל לאורך החבל המתוח. )2 נקודות( ג. על החבל מסומנת נקודה בצבע שחור )נקודה P שבתרשים ב(. קבע באיזו נקודה )מן הנקודות,a,b,c,d e המסומנות בתרשים ב( תהיה נקודה, P 1 כעבור 2 שניות מהרגע המתואר בתרשים. נמק. ( 2 4 נקודות( בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך

21 בגרות לבתי ספר על יסודיים א. סוג הבחינה: מדינת ישראל בגרות לנבחנים אקסטרניים ב. משרד החינוך קיץ תשע"ד, 2014 מועד הבחינה: , מספר השאלון: נוסחאות ונתונים בפיזיקה ל 5 יח"ל נספח: א. משך הבחינה: שעתיים וחצי )150 דקות(. פיזיקה מכניקה, אופטיקה וגלים לתלמידי 5 יחידות לימוד הוראות לנבחן ב. מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה שני פרקים. פרק ראשון מכניקה 25#3 75 נקודות נקודות פרק שני אופטיקה וגלים # נקודות סה"כ )1( מחשבון. חומר עזר מותר בשימוש: ג. )2( נספח נוסחאות ונתונים בפיזיקה המצורף לשאלון. הוראות מיוחדות: ד. ענה על מספר שאלות כפי שהתבקשת. תשובות לשאלות נוספות לא ייבדקו )התשובות )1( ייבדקו לפי סדר הופעתן במחברת הבחינה(. בפתרון שאלות שנדרש בהן חישוב, רשו ם את הנוסחאות שאתה משתמש בהן. )2( כאשר אתה משתמש בסימן שאינו בדפי הנוסחאות, כתוב במילים את פירוש הסימן. לפני שאתה מבצע פעולות חישוב, הצב את הערכים המתאימים בנוסחאות. רשו ם את התוצאה שקיבלת ביחידות המתאימות. אי רישום הנוסחה או אי ביצוע ההצבה או אי רישום יחידות עלולים להפחית נקודות מהציון. כאשר אתה נדרש להביע גודל באמצעות נתוני השאלה, רשום ביטוי מתמטי הכולל את )3( נתוני השאלה או את חלקם; במידת הצורך אפשר להשתמש גם בקבועים בסיסיים, כגון תאוצת הנפילה החופשית g או קבוע הכבידה העולמי G. / 2 ms 10 לתאוצת הנפילה החופשית. בחישוביך השתמש בערך )4( כתוב את תשובותיך בעט. כתיבה בעיפרון או מחיקה בטיפקס לא יאפשרו ערעור. )5( מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד. כתוב במחברת הבחינה בלבד, בעמודים נפרדים, כל מה שברצונך לכתוב כטיוטה )ראשי פרקים, חישובים וכדומה(. רשו ם "טיוטה" בראש כל עמוד טיוטה. רישום טיוטות כלשהן על דפים שמחוץ למחברת הבחינה עלול לגרום לפסילת הבחינה! ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! /המשך מעבר לדף/

22 ענה על שלוש מהשאלות פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' + 656, נספח ה ש א ל ו ת פרק ראשון מכניקה )75 נקודות( )לכל שאלה 25 נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רשו ם בסופו.( 1. צנחן קפץ ממטוס ברגע =t 0. בתוך כדי נפילתו הוא פתח את המצנח. הצנחן והמצנח ייחשבו גוף אחד שייקרא: "הצנחן". הגרף שלפניך מתאר את גודל הרכיב האנכי של מהירות הצנחן כפונקציה של הזמן. m v _ s i t (s). 0# t120 בתשובתך התייחס לגודל א. תאר במילים את תנועת הצנחן בפרק הזמן s הרכיב האנכי של מהירות הנפילה של הצנחן, ולגודל של תאוצתו. )6 נקודות( ב. ציין את הסיבה לשינוי הפתאומי בגודל הרכיב האנכי של המהירות בפרק הזמן. 20 s1t122 3( נקודות( s ג. הסבר איך היית מחשב בעזרת הגרף את המרחק האנכי שעבר הצנחן מרגע =t 0 עד הרגע שהמצנח נפתח )אין צורך לחשב מרחק זה(. )3 נקודות( ד. הראה מתוך הגרף שהגודל של תאוצת הנפילה החופשית בגובה שהצנחן קפץ ממנו הוא m = 10 g בקירוב. 5( נקודות( s 2 על הצנחן פועלים בתוך כדי נפילתו שני כוחות: כוח הכובד והתנגדות האוויר.. 0# t120 ה. עבור כל אחד משני הכוחות קבע אם הוא גדל, קטן או נשאר קבוע בפרק הזמן s הסבר את קביעותיך. )5 נקודות(, 0# t155 קבע את הגודל המרבי ו. מסת הצנחן היא. =m 80 kg בפרק הזמן s )המקסימלי( של הכוח השקול שפעל על הצנחן, ואת גודלו המזערי )המינימלי( של כוח זה. הסבר את קביעותיך. )3 נקודות( /המשך בעמוד 3/

23 2. תפקיד המנוע במכונית הוא לסובב את גלגלי המכונית פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' + 656, נספח א. מכונית מתחילה בנסיעה. מהו הכוח החיצוני שפועל על המכונית בכיוון תנועתה, וגורם להגדלת מהירותה? ציין מה מפעיל את הכוח הזה. )4 נקודות( ב. כאשר יש קרח על הכביש, המכונית אינה יכולה להגיע לתאוצה שהייתה מגיעה אליה אילו לא היה קרח על הכביש. הסבר מדוע. )4 נקודות( km 90 h ונבלמת. בזמן בלימתה גלגליה נעצרים, ג. מכונית נוסעת במהירות שגודלה והמכונית מחליקה עד לעצירה מוחלטת. )1( חשב את המרחק שתעבור המכונית מתחילת הבלימה ועד לעצירתה בשני מצבים: יש קרח על הכביש, ומקדם החיכוך הקינטי הוא. 01 = k. n אין קרח על הכביש, ומקדם החיכוך הקינטי הוא. 08 = k. n על סמך תשובותיך על תת סעיף )1( הסבר מדוע סוגרים לתנועה כבישים שהצטבר )2( )8 נקודות( עליהם קרח. ד. מכונית שמסתה 1,000 kg נעה קדימה. ברגע מסוים הכוח הפועל על מכונית בכיוון תנועתה הוא, 1,200 N והשקול של כל כוחות החיכוך הפועלים על המכונית בכיוון המנוגד לכיוון תנועתה הוא. 400 N חשב את תאוצת המכונית ברגע זה. )3 נקודות( מלבד הכוח שכתבת בתשובתך על סעיף א, על מכונית נוסעת פועלת גם התנגדות אוויר. התנגדות האוויר גד לה ככל שמהירות המכונית גדלה. ה. הכוח הפועל על מכונית בכיוון תנועתה מקנה לה תאוצה, וכך לכאורה מכונית יכולה להגיע לכל מהירות אם רק תאיץ די זמן. הסבר מדוע, בכל זאת, לכל מכונית יש מהירות מרבית )מקסימלית(, והיא אינה יכולה לעבור מהירות זו בנסיעתה לאורך כביש אופקי. )6 נקודות( /המשך בעמוד 4/

24 - 4 - פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' + 656, נספח 3. לרגל חגיגות תחילת האלף השלישי נבנה בלונדון פארק שעשועים ובו גלגל ענק שקוטרו 120, m הנקרא "העין הלונדונית". גודל מהירות הסיבוב של הגלגל ענק הוא קבוע, וסיבוב אחד שלו נמשך 20 דקות. לפניך תצלום של הגלגל ענק ותרשים המתאר את האירוע הנדון בשאלה. C B A )צילום: )Crendo תצלום תרשים על אחד הכיסאות של הגלגל ענק יושב ילד. מסת הכיסא עם הילד. =M 120 kg ראה במערכת "כיסא + הילד" גוף נקודתי, וענה על סעיפים א-ה. האם בזמן שהגלגל מסתובב התאוצה של המערכת "כיסא + ילד" שווה ל? 0 נמק. א. )5 נקודות( קבע מה הם הכוחות הפועלים על המערכת "כיסא + ילד" כאשר הגלגל מסתובב. )1( ב. העתק למחברתך את הטבלה שלפניך. הוסף לטבלה שורה עבור כל אחד מן הכוחות )2( שכתבת בתת סעיף )1(, והשלם בה את הנתונים המתאימים לפי הכותרות. שים לב: הגלגל ענק מסתובב בכיוון השעון. הנקודות B, A ו C מסומנות בתרשים. שם הכוח בנקודה A כיוון הכוח בנקודה B בנקודה C )3( הוסף לטבלה שבמחברתך שורה עבור הכוח השקול, והשלם בה את הנתונים המתאימים. )5 נקודות( ברגע =t 0 המערכת "כיסא + ילד" נמצאת בנקודה B והיא נעה כלפי מעלה. ג. סרטט במחברתך גרף מקורב של המקום האנכי של המערכת "כיסא + ילד" כפונקציה של הזמן, במשך סיבוב שלם אחד של הגלגל. )5 נקודות( ד. חשב את שינוי האנרגיה המכנית של מערכת "כיסא + ילד" )ביחס לכדור הארץ(,.01t10 T. הוא זמן המחזור של סיבוב הגלגל ענק. בפרק הזמן 375T )5 נקודות( ה. קבע אם העבודה הכוללת הנעשית על המערכת "כיסא + ילד" בפרק הזמן המצוין בסעיף ד היא חיובית, שלילית או שווה לאפס. נמק את קביעתך. )5 נקודות( /המשך בעמוד 5/

25 - 5 - פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' + 656, נספח 4. מסלול החלקה, הבנוי מקטעים ישרים ומקשתות של מעגלים ברדיוס, 5m מכוסה שלג, לכן הוא נחשב חסר חיכוך. על המסלול, בנקודה, A נמצאת מזחלת שמסתה 35 kg )ראה תרשים(. גיל, שמסתו, 65 kg התיישב במזחלת כשהיא במנוחה. F A 12m R = 5m B 7m C R = 5m E 8m 14m D 1m 53 o המזחלת שוחררה ממנוחה והיא נעה לאורך המסילה בלי להתנתק ממנה. חשב את גודל א. )4 נקודות( מהירותה בנקודה. B האם תשובתך לסעיף א הייתה משתנה אילו נער אחר, שמסתו שונה מזו של גיל, ב. )4 נקודות( היה מתיישב במזחלת? נמק. במזחלת מותקנים מאזני קפיץ, שהמשטח העליון שלהם מקביל למסלול בזמן התנועה. גיל יושב על המאזניים, רגליו באוויר והן אינן נשענות על המזחלת. מה צריך להיות הגובה של נקודה C מעל פני הקרקע, כדי שגיל יהיה חסר משקל כאשר הוא ג. )6 נקודות( חולף בנקודה זו? פרט את חישוביך. חשב מה מורים המאזניים )ביחידות ניוטון( כאשר המזחלת חולפת בנקודה. E ד. )6 נקודות( ביום חם פחתה כמות השלג לאורך הקטע, DF ובקטע זה היה חיכוך בין המסלול למזחלת. בעקבות החיכוך המזחלת נעצרה )רגעית( בנקודה. E )5 נקודות( חשב את הגודל של כוח החיכוך שפעל על המזחלת בקטע. DE ה. /המשך בעמוד 6/

26 - 6 - פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' + 656, נספח 5. בשנת 1877 התגלו שני ירחים המקיפים את כוכב הלכת מאדים: פובוס )Phobos( ודימוס.)Deimos( דימוס פובוס )NASA(.0 יממות ארציות,, T P הוא 3189 זמן המחזור של פובוס בתנועתו סביב מאדים,. rp = 9.377$ 106 ורדיוס מסלולו הוא m.1 יממות ארציות., T D הוא 262 זמן המחזור של דימוס סביב מאדים, א. )1( חשב את רדיוס המסלול של דימוס )אפשר להזניח את השפעת הירחים זה על זה(., T m )2( נתון: זמן מחזור הירח של כדור הארץ בתנועתו סביב כדור הארץ, )8 נקודות( הוא 27.3 יממות. האם על פי נתון זה, הנתונים שבפתיח וחוקי קפלר בלבד, אפשר לחשב את רדיוס המסלול של הירח בתנועתו סביב כדור הארץ? אם כן חשב אותו; אם לא הסבר מדוע אי אפשר לחשב. הנח שצורתו של כוכב הלכת מאדים היא כדורית וצפיפותו אחידה. ב. חשב את מסת כוכב הלכת מאדים, על פי נתוני השאלה בלבד. פרט את חישוביך. )6 נקודות( חללית קטנה שמסתה 53 kg נשלחה לחקור את מאדים, וריחפה ללא נוע בגובה 20 m מעל נקודה מסוימת על פני מאדים. הנח שכוכב הלכת מאדים אינו מסתובב סביב צירו. מטאורואיד שמסתו 1.3 kg נע במהירות קבועה שגודלה. s m 12 5 וכיוונה מקביל לקרקע המאדים, פגע בחללית וחדר לתוכה. לאחר ההתנגשות שני הגופים האלה נעו כגוף אחד )נכנה אותו "גוף מורכב"( ופגעו בקרקע המאדים. הרדיוס של כוכב הלכת מאדים הוא. R= 34. $ 10 6 m ג. חשב את גודל המהירות של הגוף המורכב מיד אחרי ההתנגשות. )4 נקודות( ד. כמה זמן אחרי ההתנגשות פגע הגוף המורכב בקרקע המאדים? )7 נקודות( /המשך בעמוד 7/

27 - 7 - פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' + 656, נספח פרק שני אופטיקה וגלים )25 נקודות( ענה על שתיים מהשאלות )לכל שאלה 2 12 נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רשו ם בסופו.( 6. יאיר ישב במכונית ורצה לעיין במפה שבידיו )זה היה לפני עידן ה.)G.P.S בחוץ שרר חושך, ולכן יאיר הדליק נורה בתוך המכונית. א. כדי שיראה היטב את המפה, האם על יאיר לכוון את אלומת האור מן הנורה לעבר עיניו או לעבר המפה? נמק. )3 נקודות( לאחר שיאיר הדליק את הנורה הוא התבונן בשמשת החלון של מכוניתו. הוא לא ראה את הסביבה שבחוץ, אלא את דמותו המשתקפת בשמשת החלון. 1 ב. הסבר באמצעות תרשים כיצד נוצרת הדמות המשתקפת בשמשת החלון. ( 2 3 נקודות( יאיר מאס בפקקי התנועה שבכבישים, והחליט לנסוע ברכבת. בתוך קרון הרכבת דלק אור, ומחוץ לרכבת שרר חושך. יאיר הבחין בשתי דמויות שלו המשתקפות בחלון הרכבת. חלון הרכבת מורכב משני לוחות זכוכית מקבילים וביניהם מרווח שבו שכבת אוויר. אפשר להזניח את העובי של לוחות הזכוכית. ג. מדוע ברכבת הבחין יאיר בשתי דמויות, ולא בדמות אחת, כפי שראה במכוניתו? פרט את תשובתך. )3 נקודות( ד. באותם תנאי תאורה הכניסו נייר שחור למרווח שבין שני לוחות הזכוכית. הנייר אוטם את כל המרווח. כמה דמויות השתקפו בחלון? נמק. )3 נקודות( /המשך בעמוד 8/

28 - 8 - פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' + 656, נספח 7. מקור אור נקודתי נמצא בתוך מנסרה מלבנית )תיבה( העשויה מחומר שקוף. המנסרה נמצאת באוויר. בתרשים 1 מוצג חתך של המנסרה המקביל לשתיים מדופנות המנסרה, וכן מוצג בו מהלכן של שלוש קרניים, 3 2, 1, שמקורן במקור האור. זווית השבירה של קרן 2 היא 90 o בקירוב תרשים 1 א. העתק את תרשים 1 למחברתך, והשלם בו במדויק את המשך המהלך של קרן 1 ושל קרן הסבר את שיקוליך ( 2 5 נקודות( ב. על פי התרשים, חשב את הזווית הגבולית )קריטית( למעבר אור מן החומר השקוף לאוויר. )3 נקודות( אפשר להעביר מידע למרחקים גדולים באמצעות סיבים אופטיים שאור מתפשט דרכם כמעט בלי הפסדי אנרגיה. בתרשים 2 מתואר חתך של סיב אופטי העשוי מחומר שקוף שמקדם השבירה. i 1 שלו = 1.3 n, וקרן אור נכנסת לתוכו מן האוויר בזווית פגיעה n' = 1 i 1 n = 1.3 n' = 1 תרשים 2 i 1 צריכה להיות ג. כאשר האור נכנס לסיב מהצד )כמתואר בתרשים 2(, זווית הפגיעה קטנה מ 57 o כדי למנוע דליפת )יציאת( אור מהסיב לאוויר. הסבר מדוע. בתשובתך היעזר ב תרשים. )4 נקודות( /המשך בעמוד 9/

29 פיזיקה, קיץ תשע"ד, מס' , נספח בתרשים 1 מוצגות שתי תמונות של חבל, שלאורכו מתקדמת הפרעה )פולס(. בתמונה א מוצגת ההפרעה ברגע, t 1 = 865. s ובתמונה ב מוצגת ההפרעה ברגע. t2 = 928. s מתחת לכל תמונה מוצג סרגל המכויל בסנטימטרים. N t1 = s תרשים 1 t2 = 9. 28s מהו כיוון ההתקדמות של ההפרעה )ימינה, שמאלה, מעלה או מטה(? )1( א. מהו סוג ההפרעה )אורכית, רוחבית או אחרת(? נמק. )2( )4 נקודות( 1 ( 2 2 נקודות( היעזר בתרשים 1 וחשב את מהירות ההתקדמות של ההפרעה. ב. N היא נקודה על החבל. קבע איזה מבין הח צים המסומנים בתרשים 2 מתאר נכון ג. 2( נקודות(. t 1 את כיוון התנועה של הנקודה, N רגע לאחר תרשים 2 4 ד. קצה החבל קשור בנקודה קבועה למוט אנכי שאינו נראה בתמונות. ההפרעה מתקדמת לאורך החבל לעבר קצהו הקשור, והיא חוזרת לכיוון שהגיעה ממנו. כאשר ההפרעה חוזרת היא מתהפכת בכיוון מעלה-מטה. סרטט במחברתך תרשים מקורב של ההפרעה המוחזרת. )2 נקודות( ה. במקרה אחר קצה החבל קשור לטבעת החופשייה לנוע מעלה-מטה לאורך המוט האנכי. סרטט במחברתך תרשים מקורב של ההפרעה המוחזרת במקרה זה. )2 נקודות( בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך

30 בגרות לבתי ספר על יסודיים א. סוג הבחינה: מדינת ישראל בגרות לנבחנים אקסטרניים ב. משרד החינוך קיץ תשע"ג, 2013 מועד הבחינה: , מספר השאלון: נוסחאות ונתונים בפיזיקה ל 5 יח"ל נספח: א. משך הבחינה: שעתיים וחצי )150 דקות(. פיזיקה מכניקה, אופטיקה וגלים לתלמידי 5 יחידות לימוד הוראות לנבחן ב. מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה שני פרקים. פרק ראשון מכניקה 25#3 75 נקודות נקודות פרק שני אופטיקה וגלים # נקודות סה"כ )1( מחשבון. חומר עזר מותר בשימוש: ג. )2( נספח נוסחאות ונתונים בפיזיקה המצורף לשאלון. הוראות מיוחדות: ד. ענה על מספר שאלות כפי שהתבקשת. תשובות לשאלות נוספות לא ייבדקו )התשובות )1( ייבדקו לפי סדר הופעתן במחברת הבחינה(. בפתרון שאלות שנדרש בהן חישוב, רשו ם את הנוסחאות שאתה משתמש בהן. )2( כאשר אתה משתמש בסימן שאינו בדפי הנוסחאות, כתוב במילים את פירוש הסימן. לפני שאתה מבצע פעולות חישוב, הצב את הערכים המתאימים בנוסחאות. רשו ם את התוצאה שקיבלת ביחידות המתאימות. אי רישום הנוסחה או אי ביצוע ההצבה או אי רישום יחידות עלולים להפחית נקודות מהציון. כאשר אתה נדרש להביע גודל באמצעות נתוני השאלה, רשום ביטוי מתמטי הכולל את )3( נתוני השאלה או את חלקם; במידת הצורך אפשר להשתמש גם בקבועים בסיסיים, כגון תאוצת הנפילה החופשית g או קבוע הכבידה העולמי G. / 2 ms 10 לתאוצת הנפילה החופשית. בחישוביך השתמש בערך )4( כתוב את תשובותיך בעט. כתיבה בעיפרון או מחיקה בטיפקס לא יאפשרו ערעור. )5( מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד. כתוב במחברת הבחינה בלבד, בעמודים נפרדים, כל מה שברצונך לכתוב כטיוטה )ראשי פרקים, חישובים וכדומה(. רשו ם "טיוטה" בראש כל עמוד טיוטה. רישום טיוטות כלשהן על דפים שמחוץ למחברת הבחינה עלול לגרום לפסילת הבחינה! ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! /המשך מעבר לדף/

31 ענה על שלוש מהשאלות פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' + 656, נספח ה ש א ל ו ת פרק ראשון מכניקה )75 נקודות( )לכל שאלה 25 נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רשו ם בסופו.( 1. הגרף שלפניך מתאר את מקומן של שתי סירות, א ו ב, כפונקציה של הזמן. הסירות נעות במסלולים ישרים מקבילים. x (km) א ב t (s) א. הגדר את המושג "מהירות ממוצעת". )5 נקודות( היעזר בגרף וענה על הסעיפים שלפניך. ב. הסירות שטות במשך 230. s קבע אם במשך פרק הזמן הזה המהירות הממוצעת של סירה א גדולה מן המהירות הממוצעת של סירה ב, קטנה ממנה או שווה לה. נמק את קביעתך. )4 נקודות( החל מהרגע =t 150 s ועד הרגע =t 230 s סירה ב נעה בתאוצה קבועה. ג. האם התאוצה חיובית או שלילית? נמק. )5 נקודות( ד. חשב את גודל התאוצה של סירה ב החל מהרגע. =t 150 s )5 נקודות( ה. סרטט במחברתך גרף מדויק של מהירות סירה ב כפונקציה של הזמן, בפרק הזמן המתואר בגרף הנתון. ציין על הגרף שסרטטת את המהירות הסופית שסירה ב הגיעה אליה. )6 נקודות( /המשך בעמוד 3/

32 - 3 - פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' + 656, נספח 2. גוף נופל ממנוחה מראש מגדל גבוה. גודלו של כוח החיכוך עם האוויר נתון על ידי הביטוי = 2. f kv k הוא קבוע התלוי במאפייני הגוף, v הוא מהירות הגוף. א. מה הן היחידות של? k )4 נקודות( ב. הגדר מהי "נפילה חופשית", וקבע אם תנועת הגוף הנתון היא נפילה חופשית. נמק את קביעתך. )5 נקודות( ג. סרטט במחברתך תרשים של כל הכוחות הפועלים על הגוף במהלך נפילתו, והסבר בעזרתו מדוע ייתכן שהחל מרגע מסוים הגוף נע במהירות קבועה. )6 נקודות(.0 =k )ביחידות שחישבת בסעיף א.( נתון: 25 m= 10 kg החל מרגע מסוים הגוף נע במהירות קבועה. ד. חשב את גודל המהירות הקבועה של הגוף מרגע זה. )5 נקודות( ה. סרטט במחברתך גרף של מהירות הגוף כפונקציה של הזמן, מרגע שחרורו של הגוף ועד רגע פגיעתו בקרקע. בגרף זה אל תציין ערכים על ציר הזמן. )5 נקודות( /המשך בעמוד 4/

33 - 4 - פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' + 656, נספח v 0 על כביש ישר ואופקי מתחילה לבלום בתאוצה קבועה 3. א. מכונית הנוסעת במהירות שגודלה, a ונעצרת לאחר שעברה, מטרים. פתח ביטוי המקשר בין ריבוע המהירות של המכונית ( 2 v( 0 לבין מרחק הבלימה,. )5 נקודות(,) 2v ובולמת 0 ב. בפעם אחרת המכונית נוסעת באותו כביש במהירות כפולה ( באותה תאוצה קבועה,. a חשב פי כמה השתנה מרחק הבלימה בפעם הזו, יחסית למרחק הבלימה המקורי,,. )5 נקודות( לקראת החורף הוחלפו צמיגי המכונית, כדי שהמערכת למניעת החלקה תאפשר בלימה בתאוצה גדולה פי 1.5 מהתאוצה הקבועה. a. v 0 חשב פי כמה השתנה מרחק הבלימה בפעם הזו ג. המכונית נוסעת במהירות המקורית, יחסית למרחק הבלימה המקורי,,. )5 נקודות(. m= 1500 kg והמסה שלה היא, v m נתון כי המהירות המקורית של המכונית היא = 15 s 0 ד. חשב את הכמות הכוללת של האנרגיה שהפכה לחום, במהלך הבלימה המתוארת בסעיף א. )5 נקודות( ה. שקול הכוחות הפועלים על המכונית במהלך הבלימה הוא קבוע, וגודלו. f = 3000N חשב את מרחק הבלימה המקורי,,. )5 נקודות( /המשך בעמוד 5/

34 - 5 - פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' + 656, נספח 4. א. ניוטון כתב את החוק השני באמצעות הגודל "כמות התנועה",. =p mv הראה שכאשר מסת הגוף קבועה: T p ma Tt = )4 נקודות( במשחק טניס מהירותו של הכדור משתנה בהשפעת הכוח שהמחבט מפעיל עליו. הגרף שלפניך מתאר את גודל הכוח שהמחבט מפעיל על הכדור, כפונקציה של הזמן, במהלך חבטה אחת של שחקן טניס. F (N) t (ms) היעזר בגרף וענה על סעיפים ב ו ג. ב. חשב בקירוב את גודל השינוי שחל בתנע הכדור בעקבות חבטת המחבט. )6 נקודות( נתון: מסת הכדור היא. m= 006. kg. v = 5 m השחקן חובט אופקית בכדור הנע כלפי מעלה במהירות של s ג. חשב את מהירות הכדור )גודל וכיוון( מיד לאחר החבטה. )9 נקודות(, v וחוזר כלפי מעלה m ד. כדור טניס מגיע לרצפה במהירות אנכית = 12 s 1. v m במהירות אנכית = 12 s 2 לכל אחד מההיגדים )1(-)3( קבע אם הוא נכון או לא נכון. נמק את קביעותיך. )1( התנע של הכדור והתנע של כדור הארץ השתנו. )2( התנע של הכדור השתנה, ואילו בתנע של כדור הארץ לא חל שום שינוי. )3( התנע והאנרגיה הקינטית של הכדור השתנו. )6 נקודות( /המשך בעמוד 6/

35 5. משגרים לוויין לחלל באמצעות רקטה פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' + 656, נספח על כ ן השיגור מסת הרקטה עם הדלק והלוויין היא. =M 73. $ 10 5 kg הכוח המרבי שהמנוע מפעיל בזמן השיגור הוא. F= 116. $ 10 7 N א. סרטט במחברתך תרשים של הכוחות הפועלים על הרקטה בזמן השיגור. הנח שהתנגדות האוויר זניחה. )4 נקודות( ב. הרקטה ניתקת מכן השיגור ברגע =t 0. מרגע ההינתקות המנוע מפעיל את הכוח המרבי. חשב את תאוצת הרקטה ברגע ההינתקות. )4 נקודות( ג. )1( הסבר בקצרה את עקרון הפעולה של מנוע רקטי. )2( בהנחה שהכוח F קבוע במשך השניות הראשונות, קבע אם בפרק הזמן הזה )6 נקודות( התאוצה גד לה, קט נה או לא משתנה. נמק את קביעתך. ברגע מסוים הלוויין מתנתק מהרקטה, וממשיך לנוע בהשפעת כוח הכובד של כדור הארץ. ד. בתרשים שלפניך מוצג המסלול הקבוע של הלוויין, שצורתו אליפסה )התרשים אינו מסורטט בקנה מידה(. הלוויין נע סביב כדור הארץ בכיוון השעון. D E C A B העתק את התרשים למחברתך, וסמן עליו חצים המייצגים את: )1( וקטור מהירות הלוויין, בכל אחת מהנקודות B ו. D )2( וקטור התאוצה של הלוויין בנקודה. A )3( וקטור הכוח השקול הפועל על הלוויין, בכל אחת מהנקודות C ו. E הסבר את שיקוליך. )8 נקודות( ה. קבע באיזו משתי הנקודות A ו E מהירות הלוויין היא מרבית. נמק את קביעתך. )3 נקודות( /המשך בעמוד 7/

36 ענה על שתיים מהשאלות פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' + 656, נספח פרק שני אופטיקה וגלים )25 נקודות( 12 2 נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רשו ם בסופו.( )לכל שאלה 1 6. אדם המרכיב משקפיים עם עדשות מרכזות זהות רואה בעזרתם את הדמות המדומה של עצם. א. הסבר את המושגים "דמות ממשית" ו"דמות מדומה". בהסברך תוכל להיעזר ב תרשימים. )3 נקודות( ב. בתרשימים א-ג שלפניך החץ AB מייצג את העצם. קבע איזה תרשים מתאים לתיאור שבפתיח. נמק את קביעתך. )4 נקודות( A A F F F F B B תרשים א ב תרשים A F B F ג תרשים ג. עוצמת העדשה היא 2 דיופטריות. מהו רוחק המוקד של העדשה? )2 נקודות( ד. המרחק בין הדמות לעדשה הוא. 60 cm חשב את המרחק בין העצם לעדשה. 3 2 נקודות( 1 ( /המשך בעמוד 8/

37 - 8 - פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' + 656, נספח. 40 o a = מסמן חתך של מנסרה משולשת שוות שוקיים, בעלת זווית ראש ABC 7. המנסרה עשויה זכוכית. אלומה דקה של אור לבן פוגעת במנסרה בניצב לדופן. AB לאחר יציאת האלומה מהדופן, AC אפשר לראות כי האלומה מתפצלת לכל צבעי הקשת. A a אלומת אור לבן B C אדום סגול א. מהי זווית הפגיעה של האלומה בדופן? AB )2 נקודות( ב. תלמידים דנו בשאלה: באיזה מקום במנסרה מתפצלת אלומת האור? נור טענה: האלומה מתפצלת במעבר דרך הדופן AB ובמעבר דרך הדופן. AC אלכס טען: האלומה מתפצלת בהדרגה תוך כדי המעבר במנסרה. אבטה טען: האלומה מתפצלת במעבר דרך הדופן AC בלבד. מי מהתלמידים צודק? נמק את תשובתך. )3 נקודות(. n= 1. ג. מקדם השבירה של המנסרה לאור אדום הוא 513 חשב את זווית השבירה של האור האדום ביציאה מן המנסרה. )3 נקודות( ד. קבע אם מקדם השבירה של המנסרה לאור סגול גדול ממקדם השבירה שלה לאור אדום, 2 2 נקודות( קטן ממנו או שווה לו. נמק את קביעתך. ( 1 ה. ציין תכונה פיזיקלית אחת המבדילה בין אור אדום לאור סגול. )2 נקודות( /המשך בעמוד 9/

38 פיזיקה, קיץ תשע"ג, מס' , נספח כאשר פורטים על מיתר מתוח של גיטרה, נוצרים גלי רוחב המתקדמים על המיתר. 8. הסבר בקצרה מהו ההבדל בין גלי רוחב לגלי אורך. הבא דוגמה לכל אחד מסוגי הגלים. א. )3 נקודות( על מיתר מתוח יוצרים גלים בתדירות. f = 500 Hz מהירות ההתקדמות של הגלים על ב. m המיתר היא. 400 s 1 ( 2 3 נקודות( חשב את אורך הגל של הגלים. כאשר שני הקצוות של המיתר המתוח )המתואר בסעיף ב( קבועים במקומם, מתרחשת סופרפוזיציה של הגלים הנעים על המיתר עם גלים המוחזרים מהקצוות. בעקבות זאת נוצר על המיתר גל עומד שבו שני הקצוות הם נקודות צומת )מינימום(, ומרכז המיתר הוא נקודת קמר )מקסימום( יחידה. )2 נקודות( חשב את אורך המיתר. ג. הגדילו את התדירות של הגל עד שנוצר שוב גל עומד. ד. חשב מהי תדירות זו. )1( כמה נקודות צומת התקבלו על המיתר )כולל הקצוות(? )2( )4 נקודות( בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך

39 בגרות לבתי ספר על יסודיים א. סוג הבחינה: מדינת ישראל בגרות לנבחנים אקסטרניים ב. משרד החינוך קיץ תשע"ב, 2012 מועד הבחינה: , מספר השאלון: נוסחאות ונתונים בפיזיקה ל 5 יח"ל נספח: פיזיקה מכניקה לתלמידי 5 יחידות לימוד הוראות לנבחן א. משך הבחינה: שעה ושלושה רבעים )105 דקות(. ב. מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה חמש שאלות, ומהן עליך לענות על שלוש שאלות בלבד. = נקודות לכל שאלה נקודות; 1 #3 )1( מחשבון. חומר עזר מותר בשימוש: ג. )2( נספח נוסחאות ונתונים בפיזיקה המצורף לשאלון. ד. הוראות מיוחדות: )1( ענה על מספר שאלות כפי שהתבקשת. תשובות לשאלות נוספות לא ייבדקו )התשובות ייבדקו לפי סדר הופעתן במחברת הבחינה(. )2( בפתרון שאלות שנדרש בהן חישוב, רשו ם את הנוסחאות שאתה משתמש בהן. כאשר אתה משתמש בסימן שאינו בדפי הנוסחאות, כתוב במילים את פירוש הסימן. לפני שאתה מבצע פעולות חישוב, הצב את הערכים המתאימים בנוסחאות. רשו ם את התוצאה שקיבלת ביחידות המתאימות. אי רישום הנוסחה או אי ביצוע ההצבה או אי רישום יחידות עלולים להפחית נקודות מהציון. )3( כאשר אתה נדרש להביע גודל באמצעות נתוני השאלה, רשום ביטוי מתמטי הכולל את נתוני השאלה או את חלקם; במידת הצורך אפשר להשתמש גם בקבועים בסיסיים, כגון תאוצת הנפילה החופשית g או קבוע הכבידה העולמי G. / 2 ms 10 לתאוצת הנפילה החופשית. )4( בחישוביך השתמש בערך )5( כתוב את תשובותיך בעט. כתיבה בעיפרון או מחיקה בטיפקס לא יאפשרו ערעור. מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד. כתוב במחברת הבחינה בלבד, בעמודים נפרדים, כל מה שברצונך לכתוב כטיוטה )ראשי פרקים, חישובים וכדומה(. רשו ם "טיוטה" בראש כל עמוד טיוטה. רישום טיוטות כלשהן על דפים שמחוץ למחברת הבחינה עלול לגרום לפסילת הבחינה! ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! /המשך מעבר לדף/

40 - 2 - פיזיקה, קיץ תשע"ב מס' + 653, נספח ענה על שלוש מהשאלות 5-1. ה ש א ל ו ת )לכל שאלה נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רשו ם בסופו(. 1. האסטרונאוטיות אליס וקורל נחתו על כוכב לכת, וערכו שם ניסוי בנפילה חופשית. הן שחררו גוף מגובה מסוים מעל פני הכוכב ורשמו את מקומו האנכי ביחס לציר ה, y שכיוונו החיובי כלפי מטה, כפונקציה של הזמן. t מהירות הגוף ברגע =t 0 אינה בהכרח אפס. תוצאות הניסוי מוצגות בטבלה שלפניך ts () ym ( ) v( ms / ) )8 נקודות( א. העתק את הטבלה למחברתך. חשב בקירוב את מהירות הגוף בזמן. =t 024. s פרט את חישוביך, וכתוב את התוצאה במקום המתאים בטבלה שבמחברתך. ב. חשב את מהירות הגוף בזמנים:, 0.16, 0.32, = () ts וכתוב את התוצאות במקומות המתאימים בטבלה שבמחברתך. אין צורך לפרט את חישוביך. )4 נקודות( ג. סרטט דיאגרמת פיזור )נקודות במערכת צירים( של מהירות הגוף כפונקציה של הזמן. הוסף לדיאגרמת הפיזור קו מגמה. )10 נקודות( ד. חשב את השיפוע של קו המגמה. מה מייצג גודל זה? הסבר. )6 נקודות( ה. נתון כי רדיוס הכוכב שווה לרדיוס של כדור הארץ. היעזר בתוצאות הניסוי וחשב את היחס בין מסת כוכב הלכת ובין מסת כדור הארץ. 5 3 נקודות( 1 ( /המשך בעמוד 3/

41 פיזיקה, קיץ תשע"ב מס' + 653, נספח גוף שמסתו m מחליק במהירות קבועה במורד מישור משופע שזווית נטייתו. θ 2. סרטט תרשים של הכוחות הפועלים על הגוף, וציין מהו כל כוח. א. מהו הכוח השקול הפועל על הגוף? הסבר. )8 נקודות( F, t, θ, v 0 ו, g בהתאם בסעיפים שלפניך בטא את תשובותיך באמצעות הפרמטרים, m לצורך. v 0 שכיוונה מקביל למישור, ובשלב מסוים הוא נעצר הגוף נע במעלה המישור ממהירות התחלתית ונשאר במקום. )8 נקודות( הסבר מדוע הגוף אינו מחליק מטה לאחר שהוא נעצר. ב. 1 ( 3 9 נקודות( איזה מרחק לאורך המישור עבר הגוף בתנועתו במעלה המישור? ג. אחרי שהגוף נעצר מפעילים עליו במשך t שניות כוח קבוע F המקביל למישור, והגוף מתחיל לנוע במורד המישור. בטא את גודל המהירות שאליה יגיע הגוף כעבור פרק הזמן. t הנח שהגוף אינו מגיע )1( ד. לתחתית המישור בפרק הזמן t. האם הגוף יגיע לתחתית המישור במהירות שביטאת בתת סעיף ד) 1 (? נמק. )2( )8 נקודות( /המשך בעמוד 4/

42 - 4 - פיזיקה, קיץ תשע"ב מס' + 653, נספח 3. אורי הידק מסילה חלקה AB לשולחן שגובהו H. הקצה התחתון של המסילה אופקי ומגיע בדיוק לקצה השולחן, כמתואר בתרשים א. A v 0 B h H x תרשים א v 0 וכיוונה אורי ביצע ניסוי שבו הוא "ירה" כדור קטן על המסילה במהירות התחלתית שגודלה משיק למסילה. הכדור נע לאורך המסילה עד שהגיע לקצה השולחן,, B והמשיך בתנועתו באוויר עד שפגע ברצפה. אורי מדד את המרחק האופקי x מקצה השולחן עד נקודת הפגיעה )ראה תרשים א(. אורי ביצע את הניסוי כמה פעמים, ובכל פעם הוא שינה את הגובה h שממנו "נו רה" הכדור, v 0 נשאר קבוע )וכיוון המהירות משיק למסילה(. אך גודל המהירות ההתחלתית x 2 (m 2 ) בתרשים ב מוצג גרף של x 2 כפונקציה של. h /המשך בעמוד 5/ h(m) תרשים ב )שים לב: סעיפי השאלה בעמוד הבא.(

43 - 5 - פיזיקה, קיץ תשע"ב מס' + 653, נספח א. הוכח כי הקשר בין x 2 )ריבוע המרחק האופקי( לבין h )הגובה מעל פני השולחן(. x2 10( נקודות( 2 = g H v 2 נתון על ידי הביטוי + 4Hh 0 ב. הסבר מדוע 4H מייצג את שיפוע הגרף המוצג בתרשים ב. )4 נקודות( ג. חשב את גובה השולחן. H )7 נקודות( 7( v 0 נקודות( ד. חשב את גודל המהירות ההתחלתית. ה. באחת הפעמים ערך אורי את הניסוי כאשר הגובה היה. h = 0.5m ברגע שהכדור עזב את קצה המסילה אורי שחרר ממנוחה כדור נוסף, מגובה H מעל הקרקע ובמרחק אופקי של 1.5m מקצה השולחן, כמתואר בתרשים ג. 1.5 m v 0 h = 0.5 m H H תרשים ג 5 3 נקודות( הוכח שהכדורים ייפגשו לפני פגיעתם בקרקע. ( 1 /המשך בעמוד 6/

44 - 6 - פיזיקה, קיץ תשע"ב מס' + 653, נספח 4. בתרשים א מוצגת מסילה חלקה. ABCD 1.v 1 קרונית 1 שמסתה m = 2kg נעה ימינה על קטע המסילה האופקי AB במהירות שגודלה C D v A B תרשים א קרונית 1 מתנגשת התנגשות מצח אלסטית )לחלוטין( בקרונית 2 הנמצאת במנוחה על קטע AB של המסילה. הנח שתרשים ב מתאר את הכוח F שהפעילה קרונית 1 על קרונית 2 במהלך ההתנגשות, כפונקציה של הזמן. F (N) t( 10-3 s) תרשים ב א. איזה גודל פיזיקלי מייצג השטח הכלוא בין העקומה שבתרשים לבין ציר הזמן? )6 נקודות(. u. m ב. לאחר ההתנגשות קרונית 2 נעה ימינה במהירות _125 s i = 2 m 2 של קרונית.2 9( נקודות( חשב את המסה ג. כתוב שתי משוואות לחישוב המהירות של קרונית 1 לפני ההתנגשות, והצב במשוואות את הערכים המתאימים. אין צורך לפתור את המשוואות. )7 נקודות( )שים לב: המשך השאלה בעמוד הבא.( /המשך בעמוד 7/

45 - 7 - פיזיקה, קיץ תשע"ב מס' + 653, נספח ד. העתק את תרשים ב למחברתך. הוסף לתרשים עקומה המתארת את הכוח שקרונית 2 מפעילה על קרונית 1 במהלך ההתנגשות נקודות( ( ה. בשלב מסוים של תנועתה, עולה קרונית 2 בקטע BC של המסילה, נעה לאורכו, וממשיכה לנוע על פני קטע CD של המסילה. איזה מבין הגרפים )1(-)3( שלפניך מתאר נכון את גודל המהירות של קרונית 2 כפונקציה של הזמן, מהרגע שבו הסתיימה ההתנגשות עד הרגע שבו היא מגיעה לנקודה D? נמק. )5 נקודות( v _ m s i v_ m s i t (s) t (s) (2) (1) v _ m s i (3) t (s) /המשך בעמוד 8/

46 פיזיקה, קיץ תשע"ב מס' , נספח ד סקה מסתובבת במישור אופקי בתדירות קבועה של 90 סיבובים לדקה. על הדסקה מונח מטבע קטן שמסתו,5gr המסתובב עם הדסקה )ראה תרשימים א, ב(. מקדם החיכוך הסטטי בין הדסקה למטבע הוא. 06 = s. µ ציר הדסקה ציר הדסקה מבט צד תרשים א תרשים ב א. העתק למחברתך את תרשים א, והוסף לו סרטוט של כל הכוחות הפועלים על המטבע כשהדסקה מסתובבת. ציין ליד כל כוח את שמו ורשום מי מפעיל כל כוח. )9 נקודות( ב. חשב את המרחק המרבי )מקסימלי( מציר הדסקה, שבו יכול המטבע להימצא במנוחה 7 3 נקודות( ביחס לדסקה בלי שהוא יחליק על פני הדסקה. ( 1 מניחים את המטבע על גבי הדסקה במרחק שחישבת בסעיף ב. מתחילים לסובב את הדסקה ומגדילים בא טיות את תדירות הסיבוב שלה, החל מאפס סיבובים לדקה. בתרשים ג מוצג הגודל של כוח החיכוך הפועל על המטבע כפונקציה של ריבוע תדירות הסיבוב של הדסקה. בתחום התדירויות AD המטבע מחליק. כוח החיכוך F(N) B בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך O A תרשים ג D f 2 (Hz 2 ) ג. מצא את שיעורי הנקודות A ו. B הסבר את תשובתך. )9 נקודות( ד. אילו מסת המטבע הייתה גדולה מזו הנתונה, האם הגרף המוצג בתרשים ג היה משתנה? נמק. )8 נקודות(

47 בגרות לבתי ספר על יסודיים א. סוג הבחינה: מדינת ישראל בגרות לנבחנים אקסטרניים ב. משרד החינוך קיץ תשע"א, 2011 מועד הבחינה: , מספר השאלון: נוסחאות ונתונים בפיזיקה ל 5 יח"ל נספח: פ י ז י ק ה מכניקה לתלמידי 5 יחידות לימוד הוראות לנבחן א. משך הבחינה: שעה ושלושה רבעים )105 דקות(. ב. מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה חמש שאלות, ומהן עליך לענות על שלוש שאלות בלבד. = נקודות לכל שאלה נקודות; 1 #3 )1( מחשבון. חומר עזר מותר בשימוש: ג. )2( נספח נוסחאות ונתונים בפיזיקה המצורף לשאלון. ד. הוראות מיוחדות: )1( ענה על מספר שאלות כפי שהתבקשת. תשובות לשאלות נוספות לא ייבדקו )התשובות ייבדקו לפי סדר הופעתן במחברת הבחינה(. )2( בפתרון שאלות שנדרש בהן חישוב, רש ום את הנוסחאות שאתה משתמש בהן. כאשר אתה משתמש בסימן שאינו בדפי הנוסחאות, כתוב במילים את פירוש הסימן. לפני שאתה מבצע פעולות חישוב, הצב את הערכים המתאימים בנוסחאות. רש ום את התוצאה שקיבלת ביחידות המתאימות. אי רישום הנוסחה או אי ביצוע ההצבה או אי רישום יחידות עלולים להפחית נקודות מהציון. )3( כאשר אתה נדרש להביע גודל באמצעות נתוני השאלה, רשום ביטוי מתמטי הכולל את נתוני השאלה או את חלקם; במידת הצורך אפשר להשתמש גם בקבועים בסיסיים, כגון תאוצת הנפילה החופשית g או קבוע הכבידה העולמי G. /m 10 לתאוצת הנפילה החופשית. )4( בחישוביך השתמש בערך s2 )5( כתוב את תשובותיך בעט. כתיבה בעיפרון או מחיקה בטיפקס לא יאפשרו ערעור. מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד. כתוב במחברת הבחינה בלבד, בעמודים נפרדים, כל מה שברצונך לכתוב כטיוטה )ראשי פרקים, חישובים וכדומה(. רש ום "טיוטה" בראש כל עמוד טיוטה. רישום טיוטות כלשהן על דפים שמחוץ למחברת הבחינה עלול לגרום לפסילת הבחינה! ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! /המשך מעבר לדף/

48 - 2 - פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח ה ש א ל ו ת ענה על שלוש מהשאלות נקודות; מספר הנקודות לכל סעיף רש ום בסופו(. )לכל שאלה 1. רן מבצע במעבדה ניסוי לחקירת תנועת עגלה על מישור משופע. לצורך זה הוא משתמש במכשיר המכ ונה "רשם זמן", המסמן על סרט נייר נקודה בכל s בניסוי שרן מבצע סרט הנייר מחובר לעגלה המשוחררת ממנוחה )ראה תרשים א(. תרשים א בתרשים ב מוצג חלק מהסרט שהתקבל בניסוי. M A N תרשים ב 8 x(cm) א. על סמך תרשים ב, קבע אם תנועת העגלה היא תנועה קצובה או תנועה מואצת. נמק. )6 נקודות( ב. חשב את המהירות הממוצעת של העגלה בקטע. MN )8 נקודות( )שים לב: המשך השאלה בעמוד הבא.( /המשך בעמוד 3/

49 - 3 - פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח ג. חשב את המהירות הרגעית של העגלה בנקודה. A פרט את חישוביך. )8 נקודות( ד. חשב את תאוצת העגלה, בהנחה שהיא קבועה. )6 נקודות( ה. חשב את המרחק בין הנקודה N לבין הנקודה P הבאה אחריה נקודות( )הנקודה P אינה מופיעה בתרשים.( ( /המשך בעמוד 4/

50 - 4 - פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח 2. תלמידים עורכים ניסוי למדידת מקדם החיכוך הסטטי n בין שני משטחים. בניסוי התלמידים משתמשים בקופסה ריקה שהמסה שלה, M המונחת על שולחן אופקי; בקפיץ שקבוע הקפיץ שלו ; k בסרט מדידה ובגלילים שהמסה של כל אחד מהם היא. m תלמיד מחבר את הקפיץ לאחת מפאות הקופסה ומושך אותו, כמתואר בתרשים א. הקופסה נשארת במנוחה. m M תרשים א א. סרטט תרשים של כל הכוחות הפועלים על הקופסה הריקה במצב המתואר, ורשום ליד כל חץ את שם הכוח. ( נקודות( התלמיד מכניס גליל אחד לתוך הקופסה, ומותח את הקפיץ. ברגע שהקופסה נמצאת על סף תנועה, הוא מודד את התארכות הקפיץ, T. התלמיד מוסיף גלילים לתוך הקופסה, ובכל פעם מודד את התארכות הקפיץ ברגע שהקופסה על סף תנועה. תוצאות הניסוי מוצגות בגרף שבתרשים ב )בעמוד הבא(. )שים לב: תרשים ב והמשך השאלה בעמוד הבא.( /המשך בעמוד 5/

51 - 5 - פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח T, ( m) n )מספר הגלילים( תרשים ב ב. חשב את שיפוע הגרף, וציין את משמעותו הפיזיקלית. )6 נקודות( ג. הוכח כי הקשר בין, T )התארכות הקפיץ( לבין n )מספר הגלילים( נתון על ידי הביטוי: mg Mg T, = n k $ n n + k )6 נקודות( k = 12 ד. נתון: קבוע הקפיץ m N המסה של כל אחד מהגלילים היא. 80gr מצא את מקדם החיכוך הסטטי בין הקופסה לבין המשטח. ה. היעזר בגרף ומצא את המסה של הקופסה הריקה. )5 נקודות( )7 נקודות( ו. חשב את הגודל של כוח החיכוך הפועל על הקופסה הריקה, כאשר. T, =.0 02m )5 נקודות( /המשך בעמוד 6/

52 - 6 - פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח 3. בתרשים א שלפניך מוצגת מסילה חלקה, ועליה שלושה גופים B, A ו C היכולים לנוע על המסילה ללא חיכוך. בקצה המסילה יש קיר. קיר A B C תרשים א הגופים A ו B מחוברים זה לזה באמצעות קפיץ דרוך שמסתו זניחה. נתון: ma = 0.1 kg mb = 0. 2 kg א. משחררים את הקפיץ, והגופים A ו B מתחילים לנוע. )1( מהו תנע המערכת של שני הגופים A ו B מיד לאחר שחרור הקפיץ? הסבר. m. va = 0. 6 s )2( מיד לאחר שחרור הקפיץ, גוף A נע לכיוון הקיר במהירות שגודלה חשב את המהירות של גוף B )גודל וכיוון( מיד לאחר שחרור הקפיץ נקודות( ( ב. גוף A מתנגש אלסטית בקיר שבקצה המסילה. )1( מצא את המהירות של גוף A )גודל וכיוון( מיד לאחר ההתנגשות בקיר. הסבר. )2( חשב את גודל המתקף שמפעיל הקיר על גוף, A וציין את כיוונו. )8 נקודות( )שים לב: המשך השאלה בעמוד הבא.( /המשך בעמוד 7/

53 - 7 - פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח ג. הגרף שלפניך מתאר את גודל הכוח שמפעיל הקיר על גוף, A כפונקציה של זמן. F(N) t(s) תרשים ב )1( מה מייצג השטח הכלוא בין הגרף לבין ציר הזמן? )2( חשב בעזרת הגרף את הגודל המרבי של הכוח שהפעיל הקיר על גוף A במהלך ההתנגשות בקיר. )8 נקודות(, mc = 0. ד. גוף, B שאת מהירותו חישבת בתת סעיף א )2(, מתנגש בגוף C שמסתו 4kg הנע לקראתו. שני הגופים נצמדים זה אל זה. )1( נתון שהאנרגיה הקינטית של שני הגופים יחד אחרי ההתנגשות היא אפס. חשב את המהירות של גוף C לפני ההתנגשות. )2( אם גודל המהירות של גוף C לפני ההתנגשות יהיה קטן מגודל המהירות שחישבת בתת סעיף ד )1(, לאיזה כיוון ינועו הגופים הצמודים B ו? C קבע בלי חישוב. )10 נקודות( /המשך בעמוד 8/

54 - 8 - פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח 4. תלמידה מבצעת ניסוי ובו גוף שמסתו M נע לאורך מסילה. ABCD המסילה מורכבת משלושה קטעים: קטע משופע, AB קטע אופקי BC וקטע עקום. CD A הקטעים AB ו CD חלקים, בקטע BC יש חיכוך. H A D B C H A מעל הקרקע )ראה תרשים(. הגוף משוחרר ממנוחה מנקודה, A הנמצאת בגובה H A של הנקודה A מעל הקרקע, ומחשבת בכל פעם את גודל התלמידה משנה את הגובה. v D מהירות הגוף בנקודה, D. v D H A משפיע על גודל המהירות הסבר מדוע שינוי הגובה )1( א. H A השווה לגובה של נקודה D מעל הקרקע. משחררים את הגוף מגובה )2( קבע אם הגוף יגיע לנקודה. D נמק את קביעתך נקודות( ( )שים לב: המשך השאלה בעמוד הבא.( /המשך בעמוד 9/

55 בטבלה שלפניך מוצגות תוצאות הניסוי של התלמידה פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח HA( m) m vd( s ) m2 v 2 D( ) s2 v והוסף אותם 2 D העתק את הטבלה למחברתך, חשב את ערכי ריבוע המהירות )1( ב. בשורה השלישית..H A v כפונקציה של 2 D סרטט גרף של )2( )10 נקודות( בתשובותיך לסעיפים ג-ד היעזר בגרף שסרטטת בסעיף ב )2(. מצא את הגובה המינימלי שממנו יש לשחרר את הגוף כדי שיגיע לנקודה. D ג. )7 נקודות( הסבר את שיקוליך..1 = H הוא הגיע לנקודה D שגובהה מעל ד. כאשר שחררו את הגוף מגובה 1m הקרקע הוא. 0.3m חשב את עבודת כוח החיכוך שפעל על הגוף בתנועתו במסילה 0. = M. 8( נקודות( אם נתון שמסת הגוף היא 2 kg A /המשך בעמוד 10/

56 פיזיקה, קיץ תשע"א מס' + 653, נספח עמוס 1 הוא לוויין התקשורת הישראלי הראשון, שפיתחה התעשייה האווירית של ישראל. 5. המסלול של הלוויין עמוס 1 הוא מעגלי )בקירוב(. כלוויין תקשורת עמוס 1 נמצא כל הזמן מעל אותה נקודה A שעל פני כדור הארץ נקודות( ( קבע את זמן המחזור של הלוויין עמוס 1. נמק את קביעתך. א. )8 נקודות( חשב את גובה המסלול של הלוויין עמוס 1 מעל פני כדור הארץ. ב. )8 נקודות( חשב את גודל התאוצה של הלוויין עמוס 1 במסלולו. ג. לוויין אחר )לא לוויין תקשורת( מקיף את כדור הארץ במסלול מעגלי במשך 12 שעות. ד. השתמש בחוקי קפלר וחשב באיזה גובה מעל פני כדור הארץ עובר המסלול של )8 נקודות( לוויין זה. קבע איזה מההיגדים 3-1 שלפניך אינו נכון, והסבר מדוע הוא אינו נכון. ה. )1( תנועת לוויין במסלולו היא נפילה חופשית. )2( גודל המהירות הקווית של נקודה A שעל פני כדור הארץ שווה לגודל המהירות הקווית של הלוויין עמוס 1 הנע במסלולו. )3( גודל המהירות הזוויתית של נקודה A שעל פני כדור הארץ שווה לגודל המהירות הזוויתית של הלוויין עמוס 1 הנע במסלולו. )5 נקודות( בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך

57 ÌÈÈ ÂÒÈ ÏÚ ÙÒ È Ï Â Æ appleèá ÂÒ מדינת ישראל ÌÈÈapple ËÒ ÌÈappleÁ appleï Â Æ משרד החינוך ± Ú ıè appleèá ÚÂÓ μ π± μ ± ÔÂÏ ÙÒÓ Ï ÁÈ μ Ï ÈÊÈÙ ÌÈapple appleâ  ÁÒÂapple ÁÙÒapple פיזיקה מכניקה ÂÓÈÏ Â ÈÁÈ μ È ÈÓÏ Ï הוראות לנבחן Æ Â ± μ ÌÈÚ ÂÏ Â Ú appleèá Í Ó Æ Î Ú Á ÙÓ ÔÂÏ apple Ó Æ Æ Ï ÂÏ ÂÏ ÏÚ ÂappleÚÏ ÍÈÏÚ Ô Ó ÂÏ ÓÁ Ê ÔÂÏ 1   apple ± = 3 # ª   apple 1 3 Ï ÏÎÏ ÆÔ ÁÓ ± ÂÓÈ ÂÓ ÊÚ ÓÂÁ Æ ÆÔÂÏ Ï Û ÂˆÓ ÈÊÈÙ ÌÈapple appleâ  ÁÒÂapple ÁÙÒapple  ÁÂÈÓ Â Â Æ Â ÈÈ Ï ÂÙÒÂapple ÂÏ Ï Â Â Æ ÈÙÎ ÂÏ ÙÒÓ ÏÚ appleú ± Æ appleèá ÁÓ Ô ÚÙÂ Ò ÈÙÏ Â ÈÈ Â Â ÆÔ Ó Ó Â ÁÒÂapple Ì«Â ÈÁ Ô apple ÂÏ Ô ٠ÆÔÓÈÒ Â ÈÙ ÌÈÏÈÓ Â Î Â ÁÒÂapple ÈÙ ÂappleÈ ÔÓÈÒ Ó Ó Î Ì«Æ Â ÁÒÂapple ÌÈÓÈ Ó ÌÈÎ Ú ˆ  ÈÁ ÂÏÂÚÙ Úˆ Ó ÈappleÙÏ ˆ ÚÂˆÈ È Â ÁÒÂapple ÌÂ È È Æ ÂÓÈ Ó Â ÈÁÈ Ï È ˆÂ ÆÔÂȈ Ó Â Â apple ÈÁÙ Ï ÌÈÏÂÏÚ Â ÈÁÈ ÌÂ È È Â ÏÏÂÎ ÈËÓ Ó ÈÂËÈ ÌÂ Ï Èapple apple ÂÚˆÓ Ï Â ÚÈ Ï apple Î ÌÈÚÂ Ì Ó Ï Ù Í Âˆ ÈÓ ªÌ ÏÁ Â Ï Èapple apple ÆG ÈÓÏÂÚ È Î Ú  g È ÙÂÁ ÏÈÙapple ˆÂ Ô ΠÌÈÈÒÈÒ Æ È ÙÂÁ ÏÈÙapple ˆÂ Ï 10 ms / 2 Í Ú Ó ÍÈ Â ÈÁ Æ ÂÚ Ú Â Ù È Ï Ò ÙÈË ÈÁÓ Â Ô ÙÈÚ È Î ÆËÚ ÍÈ Â Â Â Î μ Æ Ï ÌÈËÂË ÒÏ Ô ÙÈÚ Ó Ï ÂÓ Æ Ó Î ÌÈ Â ÈÁ ÌÈ Ù È ËÂÈËÎ Â ÎÏ Íappleˆ Ó ÏÎ ÌÈ Ùapple ÌÈ ÂÓÚ Ï appleèá ÁÓ Â Î appleèá ÏÈÒÙÏ ÌÂ Ï ÏÂÏÚ appleèá ÁÓÏ ıâáó ÌÈÙ ÏÚ Ô ÏÎ ÂËÂÈË ÌÂ È Æ ËÂÈË ÂÓÚ ÏÎ ËÂÈË Ì«ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! ØÛ Ï ÚÓ Í Ó Ø

58 ÁÙÒapple μ π± μ ± ßÒÓ Ú ıè ÈÊÈÙ ה ש א ל ו ת Æ5 1 ÂÏ Ó ÂÏ ÏÚ appleú Æ ÂÙÂÒ Ì» ÛÈÚÒ ÏÎÏ Â Â apple ÙÒÓ ª   apple 1 3 Ï ÏÎÏ Æ ÍÈappleÙÏ ÌÈ Â Ó Î ÚÓ ÊÚ ÈÂÒÈapple Úˆ Ó ÈÓÏ Æ1 ÈappleÙ ÏÚ ÂÚ ËÂÁ Â Ï Ú Æ M 0 Ï ÒÓ Ï Ú ÁappleÂÓ È Ù ÏÈÒÓ ÏÚ ËÂÁ ÒÓÂ Ï Ï ÒÓ ÍÂÎÈÁ ÂÁÂÎ Æ m0 = 100 gr ÂÏ ÒÓ ÈÂÏ ÏÒ Ï Ï Ï ÆÌÈÁÈappleÊ Æ m 1 = 300 gr È Ô Ó Á ÏÎ Ï ÒÓ ÂÏÂ Ó 6 ÈÓÏ Â Ï M 0 m 0 ÆÌÈÓÚÙ ÓÎ Ô ÈÈÁ ÊÚ ÂÏÂ Ó ÏÒ Ï Ú Î ÚÓ ˆÂ ÂÓ ÈÓÏ Æ Ï Ú Í ÂÏÂ Ó ÏÎ appleâ È Ó Æ È Ó ÏÚ ÊÂÁ ÏÒ Ï Ï Ú ÍÂ Ó Á ÏÂ Ó È ÚÓ ÈÓÏ ÙÒÂapple È Ó ÏÎ (שים לב המשך השאלה בעמוד הבא.) Ø ÂÓÚ Í Ó Ø

59 ÁÙÒapple μ π± μ ± ßÒÓ Ú ıè ÈÊÈÙ ÆÍÈappleÙÏ Ï Ë Â ˆÂÓ Â È Ó Â ˆÂ מספר המדידה התאוצה מספר המשקולות בסל מספר המשקולות בעגלה m a ( ) s ËË Ò Æ Â ÂÓÚ 4  Á Ï Ë Í ÁÓ ± א. Ë ÈÙ ÈÙÏ Â È Ó Ó Á ÏÎ Â Ú ÌÈapple apple Ï Ë ÌÂ Æ È Ó ÙÒÓ appleâ ÂÓÚ Æ kg m  ÂÏÂ Ó ÌÚ ÏÒ ÒÓ ÈÈapple ÂÓÚ Æ N ÂÏÂ Ó ÌÚ ÏÒ ÏÚ ÏÚÂÙ Fg ÂÎ ÁÂÎ È ÈÏ ÂÓÚ Æ m s2 a ˆÂ ÈÚÈ ÂÓÚ Æ Fg Ï Èˆ appleâùî a Ï Û ËË Ò Â Â apple ± apple ÏÒ ÏÚ ÂÏÂ Ó ÌÚ Ï Ú ÏÚ ÌÈÏÚÂÙ ÂÁÂÎ ÏÎ Ï ÌÈ ± ב. ÌÚ Ï Ú ÒÓ ÔÓÒ ÆÁÂÎ Ì ıá ÏÎ ÈÏ Ì«Â ÂÏÂ Ó ÌÚ Æ m ÂÏÂ Ó ÌÚ ÏÒ ÒÓ Â M ÂÏÂ Ó ÆÁÂÎ ÏÎ ÏÈÚÙÓ ÈÓ ÔÈȈ   apple Á Ù Æ Fg Ï Èˆ appleâùî a Ï ÈÂËÈ ± ג. Æ Ò ø ÈÂÂ È appleèï Ȉ appleâù Ï Ó Ì Â Â apple ±   apple 1 3 Æ M 0 Ï Ú ÒÓ Û ÊÚ ˆÓ ד. Ø ÂÓÚ Í Ó Ø

60 ÁÙÒapple μ π± μ ± ßÒÓ Ú ıè ÈÊÈÙ 2α ÂÏ ÁÈ Ù ÈÂÂÊ Ë Á ÍÂ È Ù  ÈÓ Âˆ ÈÏ ÚÓ ÚÂapple Úapple ÔË Ê Á.2 ÆÌÈÁÈappleÊ ÍÂÎÈÁ ÂÁÂÎ ÏÎ Æ ÌÈ α α H apple ıá ÏÎ ÈÏ Ì«Â Ê Á ÏÚ ÌÈÏÚÂÙ ÂÁÂÎ ÏÎ Ï ÌÈ ± א. ÆÁÂÎ Ì ÆÁÂÎ ÏÎ ÏÈÚÙÓ ÈÓ ÔÈȈ   apple ב. Ó Ê Á ÚÂapple ÂÚ Â Â ÂÂ Ó È Â ÎÏ È Î ÔÂËÂÈapple È ÂÁ   apple ÆÈÎapple ÔÂÂÈÎÏ Á  ӠÈÏ È ÔÂÂÈÎÏ Á ÂÂ Ó ג. Ï ÚÂapple  ÈÓ Â ÊÚ Ë Æ v Ê Á Ï ÈÂÂ Â È Ó appleâ apple   apple Æ ÌÈ H Ê Á ד. ÈÎ Í ÂÏ ÚÂapple  ÈÓ ÈËappleÈ È apple È ÏÎ ÈÒÓ È Ê Á Ì Â Â apple 1 3 Æ ÔË È H ÓÂÏÎ ÂÈ ÍÂÓapple È È Ë Á ה. Ô apple Î Ë Á Í Úapple Ê Á α = 30 o Øμ ÂÓÚ Í Ó Ø H = 20 cm Á ÆÊ Á Ï ÈÂÂ Â È Ó ± ÆÊ Á ÚÂapple Ï ÂÊÁÓ ÔÓÊ Â Â apple

61 ÁÙÒapple μ π± μ ± ßÒÓ Ú ıè ÈÊÈÙ μ ÌÈÓÚÙ Á Æ ÏÁ È Ù ÔÁÏ ÏÚ ÂÈ Ò Ï Â apple ÌÈÈÂÒÈapple ÌÈÎ ÂÚ ÌÈ ÈÓÏ.3 È Á Æ m 2 Ï ÒÓ Áapple È Ò Ú ÂÙ v Â È Ó Úapple m 1 Ï ÒÓ È Ò Æ Ú ÂÙ È Ò Ï ÚÂapple ÔÂÂÈÎ ÚÂappleÏ ÏÈÁ Ó Áapple È Ò ÈÁˆÓ  apple Æ ÈËÒÏ Â apple ÈÎ Áapple א. m1 = 25 gr m 2 = 50 gr ÂÒÓ Âapple apple m Æ v = 03. s m 1 Ú ÂÙ È Ò Â È Ó Á Æ ÔÂÂÈÎÂ Ï Â u 1  apple Á Ï m 1 Ú ÂÙ È Ò Â È Ó ± Æ ÔÂÂÈÎÂ Ï Â u 2  apple Á Ï m 2 ÈÈapple È Ò Â È Ó Â Â apple ± ÆÍÈ Â ÈÁ Ò È Ò Ú ÂÙ m 1 È Ò ÓÏ u 2 ב. Â È Ó Â Ú ÈÂËÈ Á Ù Â Â apple ± Æ v  m 2 m 1 ÊÚ Í Â Ë Æ m 2 Áapple ÏÂ È u 2  apple È Á m 2 È Ò Â È Ó m12 m2 ג. Î Â Â apple Æ v Ú ÂÙ È Ò Ï Â È Ó ÔÓ ÔÓÊ ÈÏÚ ÏÚÙ ÁÂÎ Û Æ ÁÈappleÊ Â ÒÓ ÁÂÎ Ô ÈÈÁ ÂÁÓ m 1 ד. Ú ÂÙ È Ò Ï Æ I ÌÈ Â Ó Â apple Ï ÂÏ Â ÔÂÎapple Ó II ÌÈ C  B A ÌÈÙ Ó ÊÈ Ú ± Æ m1= m2 Î m 2 ÈÈapple È Ò ÏÚ ÏÚÙ ÁÂÎ Ï ÂÏ Â ÔÂÎapple Ó II ÌÈ C  B A ÌÈÙ Ó ÊÈ Ú Æ m12 m2 Î m 2 ÈÈapple È Ò ÏÚ ÏÚÙ ÁÂÎ ÆÌÈ Ó Èapple ÍÈ ÂÚÈ Óapple   apple μ 1 3 Ï Â ÏÚ ÁÂÎ È Ò Ú ÂÙ Ï Â ÏÚ ÁÂÎ È Ò ÈÈapple A B C I ÌÈ t II ÌÈ t Ø ÂÓÚ Í Ó Ø

62 ÁÙÒapple μ π± μ ± ßÒÓ Ú ıè ÈÊÈÙ Æ m ÂÏ ÒÓ ÔË Û Úapple ÈÏÚ ÈÎapple  ÈÓ ˆÓapple ÏÈÒÓ Â Ó ÍÈappleÙÏ ÌÈ.4 Æ μ k ÈËappleÈ ÍÂÎÈÁ Ì Ó ÒÙÒÂÁÓ CD È Ù ÚË Â ÏÁ  ABC ÏÂÏÒÓ ÚË ÂÈÏÚ ÁappleÂÓ ıèù ÁË Ó Æ È Ï ÂÁÓ ÈÂÙ ıèù ˆÓapple CD ÚË ˆ m Æ ÏÁ  A H h C D F M B N Í Â Ï Úapple MN ÒÂÁÈÈ Â ÈÓÏ ÒÁÈ H Â Ó A  apple Ó ÁÂappleÓÓ ÁÂ Ó Û ıââîó  Á Ï ÈÚ ÈˆÚ ˆÂÚ Û F  apple Æ F  apple Ú ÏÂÏÒÓ ÆıÈÙ א. Ï Ë Á ÏÎ ÛÂ Ï ÌÈappleÂ È apple È ÂÒ ÈˆÓ ÍÈappleÙÏ Æ ÏÈÒÓ Í Â Ï Ô ÂÚ Â A B C D F   apple Ó appleè ÓÈ Ó È apple Ì + ˆ Ó ÏÎ ÔÓÒÂ Í ÁÓÏ Ï Ë Ú ÆA  apple Ï ÂÓÚ Ó Â Ï Æ ÒÙ Ó È Ì 0  ÒÙ Ó Â Â apple A B C D F האנרגיה הנקודה 0 ÈËappleÈ + 0 Ø ÂÓÚ Í Ó Ø È ÂÎ ÈÏ ÈˆappleËÂÙ MN  ÈÓÏ ÈÒÁÈ ÈÏ ÈˆappleËÂÙ ÈËÒÏ (שים לב המשך השאלה בעמוד הבא.)

63 ÁÙÒapple μ π± μ ± ßÒÓ Ú ıè ÈÊÈÙ Æ 0.1 m  DF ÚË Í Â ª 1 m  CD ÚË Í Â Ô apple Æ m= 15. kg H= 3 m h= 1 m μ k = 03. Á Æ F Ï ÂÎ C  apple ÛÂ Â È Ó ב. ± Æ F Ï ÂÎ D  apple ÛÂ Â È Ó Á   apple   apple μ ÆıÈÙ Ú Á ג. ד. ÆıÈÙ Ó apple Ó ÍÂÙ ÔÂÂÈÎ ÚÂappleÏ ÏÈÁ Ó Û F  apple ÈˆÚ È Á   apple ÆıÈÙ Ó apple È Á Ï Û ÚÈ È Â ÊÈ Ú Á  Á  ÂÈ Ï ÂÏ ıèù ÚÂ Í Â Â Â Á ıèù ıèù ÂÙÈÏÁ Æ A  apple Ó ÁÂappleÓÓ Û  ה. Ì ÈÁ  ÔÓ ÔË È È ıèù Ó apple È Á Ï ÂÈÏ ÚÈ È Û    apple 3 1 Æ Ò øâï   ÂappleÓÓ Ï ÛÈÚÒ Ø ÂÓÚ Í Ó Ø

64 ÁÙÒapple μ π± μ ± ßÒÓ Ú ıè ÈÊÈÙ Úapple ÈÏÏÁ ÔÂ Ï Æ Ó Î ÚÓ Â ÁÏ È Î ı  ÎÓ Â ÈÏÏÁ.5 ı Â Î Ï ÏÂÏÒÓ ÒÂÈ Ï ÂÂ Ï ÏÂÏÒÓ ÒÂÈ ÆÈÏ ÚÓ ÏÂÏÒÓ Ó È Ò Æ Ó È Ò ÎÏ È ÎÂÎ Â ı  ΠÚÙ ÁÈappleÊ Ï ÏΠÂÊ Ï ÌÈ Â ÈÁ ÏÎ Ú Æ ÈÏÏÁ ÏÚ Â È Ó È Ò ı Â Î Ï ÈÂÂ Â È ÓÏ Â ÈÏÏÁ Ï È ± א. ÆÚÂ Ó Ò Æ Ó Æ ÈÏÏÁ Ï ÈÂÂ Â È Ó Á   apple ± ERIS ÒÈ apple»îó ÎÏ ÎÂÎ ÈÂÓ ÛÂ Ó Î ÚÓ Ï μ apple Æ 1.01$10 10 km Ó Ó Â Á Ó Áapple Æ ÌÈapple ÂÏ ÂÊÁÓ ÔÓÊ Á ÈÏ ÚÓ ÏÂÏÒÓ Ó È Ò Úapple ÒÈ ב.   apple Æ Ï ÌÈÚÂappleÓ ÌÈÂÒÓ Ú ÌÈÏÈÚÙÓ Ó È Ò ÏÂÏÒÓ Úapple ÈÏÏÁ ÔÓÊ Æ 800 kg È ÈÏÏÁ ÒÓ Ô apple ÂÊÚ È Î ÈÏÏÁÏ ÛÈÒÂ Ï È E 0 ÈÏÓÈappleÈÓ È apple Á ג.   apple π Æ Ó Î ÚÓ ÆÒÈ Ï Ó È Ò ÏÂÏÒÓÓ ÈÏÏÁ Ï ÌȈ Ï ÍÎ Ì Ï Ï ÛÈÒÂ Ï È ÈÏÓÈappleÈÓ È apple Ì È ÙÒÓ Â ÈÁ ÏÏ Ú ד. Ò Æ Ï Â  appleóó appleë ÛÈÚÒ ÈÁ E 0 È apple Ó ÂÈ Â Â apple 1 3 ÆÍ Â בהצלחה! Ï È appleè ÓÏ ÂÓ ÌÈ ˆÂÈ ÂÎÊ ÍÂappleÈÁ Ó Â Ï ÌÒ ÙÏ Â È Ú Ï ÔÈ