תרגול #6 כוחות (תלות בזמן, תלות במהירות)

Σχετικά έγγραφα
תרגול #5 כוחות (נורמל, חיכוך ומתיחות)

דינמיקה כוחות. N = kg m s 2 מתאפסת.

פתרון 4. a = Δv Δt = = 2.5 m s 10 0 = 25. y = y v = 15.33m s = 40 2 = 20 m s. v = = 30m x = t. x = x 0.

תרגול #4 כוחות (נורמל, חיכוך, מדומה)

תרגול 6 חיכוך ותנועה מעגלית

החשמלי השדה הקדמה: (אדום) הוא גוף הטעון במטען q, כאשר גוף B, נכנס אל תוך התחום בו השדה משפיע, השדה מפעיל עליו כוח.

Charles Augustin COULOMB ( ) קולון חוק = K F E המרחק סטט-קולון.

T 1. T 3 x T 3 בזווית, N ( ) ( ) ( ) התלוי. N mg שמאלה (כיוון

רקע תיאורטי פיסיקה 1

תרגול #7 עבודה ואנרגיה

חורף תש''ע פתרון בחינה סופית מועד א'

דוגמאות. W = mg. = N mg f sinθ = 0 N = sin20 = 59.26N. F y. m * = N 9.8 = = 6.04kg. m * = ma x. F x. = 30cos20 = 5.

תרגול #10 מרכז מסה, מומנט התמד ומומנט כח

פתרון תרגיל 8. מרחבים וקטורים פרישה, תלות \ אי-תלות לינארית, בסיס ומימד ... ( ) ( ) ( ) = L. uuruuruur. { v,v,v ( ) ( ) ( ) ( )

[ ] Observability, Controllability תרגול 6. ( t) t t קונטרולבילית H למימדים!!) והאובז' דוגמא: x. נשתמש בעובדה ש ) SS rank( S) = rank( עבור מטריצה m

תרגול #14 תורת היחסות הפרטית

הצעת פתרון- בחינת הבגרות בפיזיקה

מבוא ונוסחאות עיקריות לתרגיל כיתה מספר 5. בתרגול מספר 4 הוסבר שכאשר גוף נמצא בתוך מערכת המאיצה בתאוצה, a r system החוק F מייצג כוחות אמיתיים בלבד).

תרגול 1 חזרה טורי פורייה והתמרות אינטגרליות חורף תשע"ב זהויות טריגונומטריות

תרגיל 13 משפטי רול ולגראנז הערות

דף תרגילים תנועת מטען בשדה מגנטיות

4( מסה m תלויה על חוט בנקודה A ומשוחררת. כאשר היא עוברת בנקודה הנמוכה ביותר B, המתיחות בחוט היא: א. התשובה תלויה באורך החוט.

תרגול מס' 6 פתרון מערכת משוואות ליניארית

פתרון תרגיל מרחבים וקטורים. x = s t ולכן. ur uur נסמן, ur uur לכן U הוא. ur uur. ur uur

מכניקה אנליטית תרגול 6

יסודות לוגיקה ותורת הקבוצות למערכות מידע (סמסטר ב 2012)

דף נוסחאות - דינמיקה של גוף קשיח Rigid Body Dynamics

m 3kg משוחררת מנקודה A של משור משופע חלק בעל אורך

אלגברה ליניארית (1) - תרגיל 6

גבול ורציפות של פונקציה סקלרית שאלות נוספות

ל הזכויות שמורות לדפנה וסטרייך

הפקולטה למדעי הטבע המחלקה לפיזיקה קורס : פיזיקה 1 א. ב. א. ב. א. ב. ג. עבודה: )1 גוף נזרק מגובה h 8m. במהירות אופקית שווה ל- 7m/s

קיום ויחידות פתרונות למשוואות דיפרנציאליות

פתרון תרגיל 5 מבוא ללוגיקה ותורת הקבוצות, סתיו תשע"ד

שאלה 1 V AB פתרון AB 30 R3 20 R

מורה יקר! שים לב, התשובות הנכונות מסומנות באדום!

= 2. + sin(240 ) = = 3 ( tan(α) = 5 2 = sin(α) = sin(α) = 5. os(α) = + c ot(α) = π)) sin( 60 ) sin( 60 ) sin(

אוסף שאלות מס. 3 פתרונות

מחוון פתרון לתרגילי חזרה באלקטרומגנטיות קיץ תשס"ז. V=ε R

את כיוון המהירות. A, B

אלגברה ליניארית 1 א' פתרון 2

פתרון מבחן פיזיקה 5 יח"ל טור א' שדה מגנטי ורמות אנרגיה פרק א שדה מגנטי (100 נקודות)


קבל מורכב משני מוליכים, אשר אינם במגע אחד עם השני, בכל צורה שהיא. כאשר קבל טעון, על כל "לוח" יש את אותה כמות מטען, אך הסימנים הם הפוכים.

רקנסיל רוגיא רמ. עדמל ןמציו

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד חורף תשע"א, מיום 31/1/2011 שאלון: מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן.

סיכום חקירת משוואות מהמעלה הראשונה ומהמעלה השנייה פרק זה הינו חלק מסיכום כולל לשאלון 005 שנכתב על-ידי מאיר בכור

gcd 24,15 = 3 3 =

סיכום- בעיות מינימוםמקסימום - שאלון 806

אלקטרומגנטיות אנליטית תירגול #2 סטטיקה

חוק פאראדיי השתנות השטף המגנטי בזמן,גורמת להשראת מתח חשמלי במוליך (המתח הזה הינו כוח אלקטרו מניע או כא מ).

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד ג' תשע"ד, מיום 0/8/0610 שאלונים: 315, מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן

.1 מבוא וקטורים תנועה מעגלית קצובה...54

שדות תזכורת: פולינום ממעלה 2 או 3 מעל שדה הוא פריק אם ורק אם יש לו שורש בשדה. שקיימים 5 מספרים שלמים שונים , ראשוני. שעבורם

Logic and Set Theory for Comp. Sci.

Lecture Notes in Physics 1B. Michael Gedalin and Ephim Golbraikh

פיסיקה 1 מכניקה אייל לוי

אוניברסיטת תל אביב הפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן

פתח דבר לתלמידים ולמורים, ספר זה מיועד לתלמידי פיזיקה אינטרניים ואקסטרניים, המתכוננים לבחינת הבגרות במכניקה, באופטיקה ובגלים.

Domain Relational Calculus דוגמאות. {<bn> dn(<dn, bn> likes dn = Yossi )}

בהצלחה! הוראות אוניברסיטת בן גוריון הפקולטה למדעי הטבע המחלקה לפיסיקה

הרצאה. α α פלוני, וכדומה. הזוויות α ל- β שווה ל-

משוואות דיפרנציאליות לינאריות הומוגניות עם מקדמים קבועים

c ארזים 26 בינואר משפט ברנסייד פתירה. Cl (z) = G / Cent (z) = q b r 2 הצגות ממשיות V = V 0 R C אזי מקבלים הצגה מרוכבת G GL R (V 0 ) GL C (V )

תרגיל 7 פונקציות טריגונומטריות הערות

פיזיקה מכניקה כוחות והתקני כוח דינאמיקה תרמודינאמיקה

3. כבידה ועקרון השקילות

תרגול משפט הדיברגנץ. D תחום חסום וסגור בעל שפה חלקה למדי D, ותהי F פו' וקטורית :F, R n R n אזי: נוסחת גרין I: הוכחה: F = u v כאשר u פו' סקלרית:

דף פתרונות 7 נושא: תחשיב הפסוקים: צורה דיסיונקטיבית נורמלית, מערכת קשרים שלמה, עקביות

. sec [ ] sec. lim 0. 1 y

גליון 1 גליון 2 = = ( x) ( x)

הפקולטה למדעי הטבע המחלקה לפיזיקה קורס : פיזיקה 1

"קשר-חם" : לקידום שיפור וריענון החינוך המתמטי

סיכום בנושא של דיפרנציאביליות ונגזרות כיווניות

פעולות בין מערכים עבור בסיס אחד. = a. a a פיסיקה היא מדע המתאר בצורה כמותית (בעזרת משוואות מתמטיות) את התופעות הבסיסיות המתרחשות בטבע.

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 4 אביב תשע"ו (2016)

אלגברה לינארית (1) - פתרון תרגיל 11

תרגילים באמצעות Q. תרגיל 2 CD,BF,AE הם גבהים במשולש .ABC הקטעים. ABC D נמצאת על המעגל בין A ל- C כך ש-. AD BF ABC FME

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 8 חורף תשע"ו ( ) ... חלק ראשון: שאלות שאינן להגשה נפריד למקרים:

I. גבולות. x 0. מתקיים L < ε. lim אם ורק אם. ( x) = 1. lim = 1. lim. x x ( ) הפונקציה נגזרות Δ 0. x Δx

חידה לחימום. כתבו תכappleית מחשב, המקבלת כקלט את M ו- N, מחליטה האם ברצוappleה להיות השחקן הפותח או השחקן השappleי, ותשחק כך שהיא תappleצח תמיד.

שאלה. משקולת שמסתה 2kg = m תלויה במנוחה על חוט שאורכו l, = 1m המחובר לתקרה. )ראו תרשים(

PDF created with pdffactory trial version

brookal/logic.html לוגיקה מתמטית תרגיל אלון ברוק

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 5

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 12

עבטה יעדמו הסדנהה יעדמ תניכמ הקיסיפב תובושתו תוניחב ףסוא ל חי " 5 תישילש הרודהמ 2004 רבוטקוא

תשס"ז שאלות מהחוברת: שאלה 1: 3 ס"מ פתרון: = = F r 03.0 שאלה 2: R פתרון: F 2 = 1 10

אלגברה מודרנית פתרון שיעורי בית 6

f ( x, y) 1 5y axy x xy ye dxdy לדוגמה: axy + + = a ay e 3 2 a e a y ( ) במישור. xy ואז dxdy למישור.xy שבסיסם dxdy וגבהם y) f( x, איור 25.

אופרטור ה"נבלה" (או דל)

טענה חשובה : העתקה לינארית הינה חד חד ערכית האפס ב- הוא הוקטור היחיד שמועתק לוקטור אפס של. נקבל מחד חד הערכיות כי בהכרח.

התשובות בסוף! שאלה 1:

x a x n D f (iii) x n a ,Cauchy

סטודנטים יקרים. לפניכם ספר תרגילים בקורס פיזיקה 1. הספר הוא חלק מקורס חדשני וראשון מסוגו בארץ בנושא זה, המועבר ברשת האינטרנט.

: מציאת המטען על הקבל והזרם במעגל כפונקציה של הזמן ( )

קורס: מבוא למיקרו כלכלה שיעור מס. 17 נושא: גמישויות מיוחדות ושיווי משקל בשוק למוצר יחיד

לדוגמה: במפורט: x C. ,a,7 ו- 13. כלומר בקיצור

חוברת תרגילים בדינמיקה

גמישויות. x p Δ p x נקודתית. 1,1

Transcript:

תרגול #6 כוחות תלות בזמן, תלות במהירות) 27 בנובמבר 213 רקע תיאורטי כח משתנה כתלות בזמן F תלוי בזמן. למשל: ωt) F = F cos כאשר ω היא התדירות. כח המשתנה כתלות במהירות כח גרר force) Drag הינו כח המתנגד לתנועת גוף מוצק בתווך שהוא זורם נוזל או גז), כלומר מנוגד לכיוון מהירותו. שלא כמו כוחות התנגדות אחרים, כגון כח החיכוך, כוח הגרר תלוי בגודל מהירותו של הגוף. כח הגרר תמיד מקטין את גודל מהירותו של הגוף ביחס לתווך כמובן). הכח פרופורציוני למהירות בצורה כלשהי ליניארי, ריבועי): במהירויות נמוכות: F drag = γ v במהירויות גבוהות: F drag = βv 2ˆv למשל, הנוסחה עבור כח גרר הפועל על כנף מטוס: F drag = 1 2 DAρv2 כאשר: D מקדם, A שטח הכנף ו ρ צפיפות הזורם/התווך). ניקח לדוגמא מקרה בו הכח היחיד הפועל על הגוף הוא כח גרר במהירויות נמוכות ונרשום משוואת כוחות. מתוך משוואת הכוחות נקבל משוואת תנועה מיקום/מהירות כפונקציה של הזמן): a = d v dt = γ v אם התנועה היא במימד אחד אחרת יש לפרק לרכיבים): dv = γ dt v dv = γ v dt ) v ln v ln v = ln = γ t t ) v v = v e γ t t) 1

מה עושים אם ישנו כח כבידה? מדובר בתוספת של קבוע אל תוך משוואת הכוחות: a = d v dt = γ v + g שוב, נניח לשם פשטות שמדובר בנפילה חופשית ומדובר בתנועה במימד אחד: dv dt = γ v γ ) g dṽ dt = dv dt ואם גוזרים לפי הזמן מקבלים ṽ = v γ ואז ישנו טריק, מגדירים משתנה חדש g. הצבה במשוואה לעיל תיתן: dṽ dt = γ ṽ וזו משוואה שאת הפתרון שלה מצאנו במקרה הקודם: ṽ = ṽ e γ t t) כמובן שכדי לקבל את המהירות בכל רגע t) v ולא את המשתנה החדש שהגדרנו t) ṽ, נצטרך לחזור למשתנה המקורי: v γ g = ṽ e γ t t) v t) = γ g + ṽ e γ t t) ṽ = v γ g v t) = γ g + v ) γ g e γ t t) בעיקרון, כח גרר שתלוי ליניארית במהירות יראה מהצורה של אקספוננט דועך t t) e, γ אולם משוואת התנועה עשויה להיראות טיפה שונה עבור כוחות ) נוספים שפועלים על הגוף וכן.v t) = g γ 1 e γt עבור תנאי התחלה שונים. למשל, בכיתה ראיתם ביטוי מהצורה 2

שאלה 1 331 כח תלוי בזמן.F t) = F 1 t ) על גוף בעל מסה פועל כח F בכיוון ציר x, על פי הנוסחה הבאה: בזמן = t הגוף חוצה את הראשית ) = x במהירות v בכיוון x החיובי. v = ˆ F = a v t = ) = + C = v v t) = F t 1 2 a = F = F א. מצאו את מהירות הגוף בזמן t. = ב. מצאו את מיקום הגוף בזמן t. = פתרון חוק שני של ניוטון יתן לנו ביטוי עבור התאוצה: ) 1 t א. מצאו את מהירות הגוף בזמן t. = a dt = F ˆ 1 t ) dt = F t 1 t 2 ) + C 2 t 2 ) + v v ) = F 12 ) + v = F 2 + v נציב :t = x = ˆ = F 2 ˆ [ F v dt = 1 t 3 t 1 2 ) t 2 + v t + D x t = ) = + + D = x t) = F 1 t ) t 2 + v t 2 3 ב. מצאו את מיקום הגוף בזמן t. = t 2 ) ] + v dt = F 2 t2 F 6 t3 + v t + D קבוע האינטגרציה מתאפס בגלל נתוני ההתחלה =. x נציב :t = x ) = F 1 1 ) 2 + v = F 2 3 3 2 + v 3

שאלה 1 337 כוח גרר במהירויות גבוהות, גודל כח הגרר שמפעיל האוויר על כדור הוא מהצורה F. d = bv 2 א. מצאו את המהירות הסופית v של כדור הנופל מגובה רב אין צורך לפתור משוואה דיפרנציאלית). זורקים כדור כלפי למעלה במהירות התחלתית v: = v ב. מהי תאוצת הכדור כאשר מהירותו שווה לחצי ממהירותו ההתחלתית כאשר הכדור בדרכו למעלה? ג. מהי תאוצת הכדור כאשר מהירותו שווה לחצי ממהירותו ההתחלתית, כאשר הכדור בדרכו למטה? פתרון א. מצאו את המהירות הסופית של כדור הנופל מגובה רב. נניח והגוף משוחרר ממנוחה, אז כח הכבידה ברגע = t הוא הכח היחיד הפועל עליו כלפי מטה ויש לגוף תאוצה g כלפי מטה אשר מגדילה את מהירותו בכיוון זה. ברגע שלגוף יש מהירות פועל עליו כח גרר שגודלו F d = bv 2 וכיוונו מנוגד למהירות, כלומר כיוונו כלפי מעלה. משוואת הכוחות בכל רגע) היא: F total = g bv 2 = a = dv dt כח הגרר הולך וגדל כיוון שמהירות הגוף הולכת וגדלה עד אשר כח הגרר משתווה לכח הכבידה. שקול הכוחות עליו ברגע זה הוא אפס והגוף ממשיך בתנועתו עם מהירות קבועה מהירות סופית). לכן, אין לנו צורך בלפתור משוואה דיפרנציאלית, כל שעלינו לעשות הוא למצוא את המהירות בה הכוחות מאזנים אחד את השני: g = bv 2 g v = b זורקים כדור ישר למעלה במהירות התחלתית השווה למהירות הסופית מסעיף א. ב. מהי תאוצת הכדור כאשר מהירותו שווה לחצי ממהירותו ההתחלתית כאשר הכדור בדרך למעלה? כעת, הגוף נע כלפי מעלה. במצב זה כח הכובד וכח הגרר פועלים באותו כיוון כלפי מטה), לכן: F total = g + bv 2 = a a = g + b v2 4

התאוצה כאשר המהירות קטנה ל הצבה: v = 1 2 v = g בזמן עלייתו תתקבל פשוט על ידי 4b a = g + b g 4b = g + 1 4 g = 5 4 g ג. מהי תאוצת הכדור כאשר מהירותו שווה לחצי ממהירותו ההתחלתית, כאשר הכדור בדרך למטה? כעת אנו רוצים לחשב בזמן ירידתו. כלפי מטה), לכן: במצב זה כח הכובד וכח הגרר פועלים באותו כיוון F total = g bv 2 = a a = g b v2 התאוצה כאשר המהירות שוב שווה ל ידי הצבה: v = 1 2 v = g בזמן ירידתו, תתקבל פשוט על 4b a = g b g 4b = g 1 4 g = 3 4 g שאלה 1 342 דלי עם מים מסובבים דלי מים קשור בחבל שאורכו R = 1.2 בצורה אנכית. מהי המהירות המינימלית של הדלי בנקודת הפסגה כך שהמים לא ישפכו? פתרון הכוחות הפועלים על הדלי הוא כח הכבידה כלפי מטה, כח המתיחות לאורך החוט ואל מרכזו, אולם אנו מתעניינים במה שמתרחש עבור המים. על המים פועלים כח כבידה וכח נורמל שמפעילים דפנות הדלי על המים. הדלי מבצע תנועה מעגלית ולכן יהיה לנו נח לכתוב משוואת כוחות עבור הרכיב הרדיאלי והרכיב המשיקי. ביקשו מאיתנו את המהירות המינימלית בנקודת הפסגה עבורה המים לא ישפכו. נסתפק במשוואת הכוחות עבור נקודה זו: F r,i = a r i N + g sin θ = a r = v2 R ) v 2 N = R g 5

שימו לב שעבור מהירויות שונות בנקודת הפסגה, כח הנורמל הפועל על המים יהא שונה. למעשה, ככל שהמהירות יותר גבוהה כך כח הנורמל יהיה גדול יותר. כח הנורמל גדול או שווה לאפס N. כאשר המים מתנתקים, למעשה הם אינם עוד במגע עם הדלי ולא פועל כח נורמל. כלומר, התנאי הוא ש = N: ) v 2 = in R g v in = gr = 9.8 1.2 = 3.43 /s 6