החוק השני של ניוטון מטרה: חקירת תנועה בהשפעת כוח תלות התאוצה במסה. א. תלות התאוצה בכוח. ב. בדיקת שימור אנרגיה במהלך התנועה. ג. משקולות, גלגלת וחוט.

החוק השני של ניוטון מטרה: חקירת תנועה בהשפעת כוח תלות התאוצה במסה. א. תלות התאוצה בכוח. ב. בדיקת שימור אנרגיה במהלך התנועה. ג. משקולות, גלגלת וחוט. ציוד: מסילת אויר, מחליק, סונר Sensor(,(Motion תי תיאור הניסוי: בניסוי זה חוקרים את תנועתו המואצת של גוף הנע על מסילת אויר ללא חיכוך. הגוף קשור למשקולת דרך חוט הנע על גבי גלגלת חסרת חיכוך. ראה תיאור המערכת. כפונקציה של הזמן. סונר המודד את העתק הגוף המדידה מתבצעת בעזרת מערכת ממוחשבת של גם את תיאור המהירות גרפ בזמן אמת. בעזרת התוכנה ניתן לקבל התוצאות מתקבלות בצורה ותאוצה כנגד הזמן. מהלך הניסוי: תיאור מערכת הניסוי תלות התאוצה במסת הגוף: חבר גומיות לקצות המסילה. חבר בחוט את המחליק למשקולת דרך גלגלת כמתואר בציור לעיל. בחר בחוט עם אורך שמאפשר תנועה הלוך וחזור על המסילה ללא פגיעת המשקולת ברצפה )70 ס"מ(.. I.1.2 1

M(Kg) = m(kg) = 3. שקול את המסות של המחליק )M( ושל המשקולת )m( : 4. הפעל את התוכנה Data,בחר Studio בActivity Open ופתח את הקובץ Newton 2nd שנמצא בDynamics \ :C. על המסך מופיע גרפים של ההעתק הזרם אויר לתוך המסילה והנח את המחליק. שחרר את המחליק ולחץ על Button Start והמהירות כנגד הזמן..5.6 כדי לעצור את המדידה,) במידה וקיבלת גרף עם הרבה לחץ על Button Stop רעשים יש לחזור על הניסוי ). איזה תלות של ההעתק ומהירות כפונקציות של הזמן קיבלת?. הסבר את הגרפים..7 8. שרטט את תרשים הכוחות על גבי הציור המתאר את מערכת הניסוי. לחץ על Zoom Select Icon ובחר בקטע אחד ליניארי מגרף המהירות ( הקטע הנבחר.9 נצבע בצבע זהוב (. לחץ על Scale to fit Icon להתאמת הצירים לData. לחץ על Fit Icon,בחר נ Fit Linear לקבלת התאוצה )שיפוע של הגרף(. רשום.01 Scale to fit כדי את התאוצה בטבלת Accelerationmass לחץ על מקום כל שהוא בתוך הגרף, הסיר את " " מ Linear Fit ולחץ על לראות שוב את כל הגרף..11 Experiment Delete 21. מחק את הנתונים בלחיצה all Data Run הוסף משקולת על המחליק ומדוד את התאוצה במסות מחליק שונות )בלי לשנות את גודל הכוח.31 המושך(. רשום את התוצאות בטבלת Accelerationmass m(kg) = Table: Accelerationmass מסת המשקולת )m( : )m/s^2( : a תאוצה (Kg 1 ): 1/( m+ M) m+ M )מחליק +משקולת( )kg( )kg( :מחליק M 2

כדי לוודא תלות ליניארית בין מסה לתאוצה תחת כוח קבוע צייר גרף של :תאוצה כנגד.41 צד שמאל Data Display שנמצא ב ) Graph Icon גרור את 1/ (m+ M) של החלון למטה ) ל DATA שבנית: Accelerationmass )שנמצא ב Data Summary 51. מה התלות שהתקבלה? מה המשמעות לשיפוע הגרף? האם השיפוע מתאים לכוח המושך בהתאם לחוק השני של ניוטון?.II תלות התאוצה בכוח בחלק זה משנים את המסה של המשקולת )m( כדי לקבל שינוי בכוח, אך יש לשמור על המסה הכללית של המערכת קבועה. ולכן, יש להניח את המשקולות על המחליק מתחילת הניסוי ולהעבירן למשקולת המושכת במהלך המדידות. 61. מדוד את התאוצה של המחליק כפי שעשית בחלק הקודם במסות שונות של המשקולת המושכת. רשום את התוצאות בטבלה Accelerationforce Table: Accelerationforce )m/s^2( :תאוצה a ) N( כוח : F= mg : מסה Kg( ) m 3

ב) Graph ) שנמצה ב 71. כדי לצייר גרף של התאוצה מול ה כוח גרור את Icon צד שמאל של החלון למטה ) לטבלה שבנית: Accelerationforce Data Display )שנמצא ב Data Summary מה התלות שקיבלת? האם השיפוע מתאים למסה של המערכת בהתאם לחוק השיני?..III בדיקת שימור אנרגיה : האם כוח המשיכה משמר והאם אנרגיה אובדת לחיכוך במהלך ההחלקה? בחלק הזה רוצים לבדוק )ע"י חישוב( את שימור האנרגיה עבור המערכת במהלך תנועתה. מהלך הניסוי: לחץ על button Calculate שנמצא בתפריט התוכנה )לא בחלון הגרף(..1 Accept button בתוך ה Definition לחץ על ובחר ב Energy( E. K (Kinetic מדוד את מסות המחליק ( M ) והמשקולת )m( וסגור. (Kg והזן למחשבון. לחץ על.2.3 4

Graph ) שנמצא ב לשרטוט האנרגיה הקינטית כפונקציה של הזמן גרור את Icon.4 E K צד שמאל למטה ) ל Data המחושב שהוגדר: v^2 (M + m) ½ = Data Display )שנמצא ב Data Summary לחישוב האנרגיה הפוטנציאלית נעזר בכך שהשינוי במרחק המחליק מהגלאי Δx שווה לשינוי גובה המשקולת Δh כאשר המרחק המקסימאלי x Max סימולטאני עם גובה המינימאלי. לחץ שוב על E P =mg (x Max x) : Potential Energy בחר עכשיו ב Definition ובתוך Calculate button.5 כדי לחלץ את הערך של המרחק המקסימלי ( Max x( מתוך גרף המקום לחץ על ששייך ל Icon.6 Accept button לחץ על )מקסימום(. Max הגרף( ובחר ב )בחלון Statistics Tool וסגור. כדי לקבל את הגרף של האנרגיה הפוטנציאלית על אותו גרף יחד עם האנרגיה הקינטית, גרור את ה Data המחושב שהוגדר: (x E P = m g x) Max לגרף של האנרגיה הקינטית ושחרר אותו בתוכו. הגדר פרמטר מחושב של סכום האנרגיה : K E T = E P + E והצג את אופן השינוי של פרמטר זה כפונקציה של הזמן. כדי לעשות את זה בצע את הפעולות הבאות:.7.8. בתוך ה Definition ובחר ב New כתוב לחץ על button Calculate Accept button ולחץ על E T = E P + E K לצורך שרטוט את סכום האנרגיה גרור את ה E T = E P + E K Data ושחרר אותה בתוך הגרף של האנרגיות. האם הסכום משתנה במהלך התנועה? באיזו שלבים של התנועה קטנה האנרגיה הכללית באופן משמעותי? מה גורם לשינוי באנרגיה לאורך הקטע הישר? מהו הפרמטר אותו מדדנו כדי לייצג את h Min גובה המשקולת בנקודת מינימום הגובה..9.01 06/10/08 5