התנגשות בשני ממדים

:מטרת הניסוי

שימור התנע ( חקירת הקשר בין התנע הקווי של מערכת שני כדורים לפני ואחרי ההתנגשות. א .הקווי

שימור ( חקירת מאזן האנרגיות הקינטיות של מערכת הכדורים לפני ואחרי ההתנגשות. ב .)האנרגיה

:ציוד

סרגל , כליבה, קליבר, מאזניים, ני כדורי פלדה זהיםש, כדור זכוכית, מסלול שיגור משופע

.בצבעים שונים) עפרונות צבעוניים(טושים , נייר דבק, A3ניירות לבנים 2, נייר העתקה, ומשולש

:ביצוע הניסוי

מציאת ווקטור המהירות של הכדור המתגלגל מלמעלה בניית המערכת ו -' חלק א

.השולחן והדק אותו לשולחן באמצעות הכליבה העמד את מסלול השיגור סמוך לשפת .1

השחל את החוט אליו מחובר אנך הבנאים לחור המצוי בבורג המשמש כציר להזזת הזרוע .2

.אורך החוט צריך להיות כזה שהאנך יגיע כמעט עד הרצפה. שבקצה התחתון של המסילה

ר על "סמ 50X50 -סמוך לאנך מספר גליונות פחם כך שיכסו שטח של כ, הנח על הרצפה .3סמן על הנייר את הנקודה הנמצאת בדיוק . הרצפה והדבק אותם באמצעות נייר דבק

.Cהנקודה , מתחת לאנך הבנאים

. שחרר את הכדור. קבע נקודה על המסלול ממנה תשחרר במהלך כל ניסוי את הכדור .4 .הכדור מתגלגל על המסילה ופוגע ברצפה כשהוא משאיר סימן שחור בנקודת הפגיעה

זור על שחרור הכדור פעמיים נוספות כדי לוודא שאתה מקבל מיקבץ טוב של פגיעות ח .5

סמן בעפרון צבעוני את הנקודה המייצגת בצורה הטובה ביותר את המקבץ . ברצפההקטע שהתקבל הוא העתקו האופקי . Cעם הנקודה Mחבר את הנקודה . Mוסמנה באות

.פהשל הכדור מרגע שעזב את המסילה ועד שפגע ברצ

התנגשות בין מסות שוות –' בחלק

שבקצה התחתון של המסילה בזוית לא גדולה והנח עליה את כדור סובב את הזרוע .6 .הפלדה השני

. שחרר את הכדור הראשון בדיוק מאותה נקודה ששיחררת אותו בפעמים הקודמות .7

הדף הלבן הכדורים יתנגשו ובעת פגיעתם בריצפה יסומנו שוב נקודות הפגיעה שלהם על .על ידי נייר הפחם שמתחתיו

הקטע שקיבלת הוא . Cחבר את נקודת הפגיעה ברצפה של הכדור הפוגע עם הנקודה .8

חבר את נקודת הפגיעה . המרחק האופקי שעבר כדור זה מהתנגשות עד פגיעתו בקרקעכדי לקבל את המרחק האופקי שעבר כדור זה . Cבריצפה של הכדור הנפגע עם הנקודה

יש לחסר מהקטע הזה קטע השווה לקוטר הכדור, ההתנגשות ועד הפגיעה בקרקעמרגע .)מדוד את קוטר הכדור באמצעות הקליבר(

פעמיים נוספות כשבכל פעם אתה מסוב בזוית קטנה את הזרוע 7-8חזור על שלבים .9הקפד לשחרר את הכדור הפוגע בדיוק מאותה נקודה בה . המחזיקה את הכדור הנפגע

.בכל פעם סמן את המרחקים האופקיים בצבע אחר. בים הקודמיםשוחרר בשל

התנגשות בין מסות שונות –' חלק ג

).בסדר הזה( וחשב את יחס המסות שביניהן הפלדהוכדור הזכוכיתמדוד את מסת כדור .10

סובב את הזרוע שבקצה התחתון של המסילה בזוית לא גדולה והנח עליה את גולת .11 .הזכוכית

כדור . ר הפלדה בדיוק מאותה נקודה ששיחררת אותו בפעמים הקודמותשחרר את כדו .12

הפלדה יתנגש בכדור הזכוכית ובעת פגיעתם בריצפה הם יסמנו את נקודות הפגיעה על דף זכור לחסר קטע השווה –שוב ( Cחבר את נקודות הפגיעה בריצפה עם הנקודה . הנייר

).הניסויכפי שעשית בחלק הקודם של , לקוטר כדור הזכוכית

כשבכל פעם אתה מסובב בזוית קטנה את הזרוע בתחתית , חזור על הניסוי עוד פעמיים .13חזור על פעולת הסימון של המרחקים האופקיים שעברו שני הכדורים בצבעים . המדרון

.שונים

:'חלק ב – ניתוח תוצאות הניסוי

?מהו אופי התנועה של הכדורים מרגע שעזבו את מסלול השיגור ועד שפגעו בקרקע .1

מה תוכל לומר על זמני הנפילה של שני הכדורים מרגע שעזבו את מסלול השיגור ועד .2 ?שפגעו בקרקע

?מייצג את מהירות הכדור הפוגע כהרף עין לפני ההתנגשות MCהסבר מדוע הקטע .3

?ים שעברו הכדורים אחרי ההתנגשותמה מייצגים המרחקים האופקי .4

שווה לסכום הוקטורי של שני המרחקים האופקיים שעברו הכדורים MCהראה כי הקטע .5

.אחרי ההתנגשות

1Vמהו הקשר בין מהירות הכדור המתנגש .6

ל ש 2u -ו 1uלפני ההתנגשות למהירויות ?הכדורים אחרי ההתנגשות

מהו הקשר בין התנע הכולל של המערכת לפני ההתנגשות לתנע הכולל של המערכת אחרי .7

?ההתנגשות

הסבר ? האם בהתנגשות זו נשמרה האנרגיה הקינטית. 1u -ל 2uמדוד את הזוית בין .8 .מדוע

:'ק גחל – ניתוח תוצאות הניסוי

מה תוכל לומר הפעם על זמני התנועה של שני הכדורים מרגע ההתנגשות ועד הפגיעה .1 ?בקרקע

?מה מייצגים המרחקים האופקיים שעברו הכדורים עקב ההתנגשות .2

1Vהאם גם בניסוי זה ניתן לומר שמהירות הכדור המתנגש .3

שווה לסכום הווקטורי של

?אחרי ההתנגשות 2u -ו 1uהמהירויות

של כדור הזכוכית וכפול אורך זה ביחס 2uמדוד את אורך הקטע המייצג את המהירות .4

קטע השווה באורכו לתוצאה 2uהקצה על הקטע . לעיל 10המסות שמדדת בסעיף

1Vוהקטע המייצג את 1uהקטע המייצג את , שר בין קטע זהמה הק. שקיבלת

?

.בדוק האם גם כאן מתקיים חוק שימור התנע .5

:נוספותשאלות

.הגדר את חוק שימור התנע )1(

להוכיח , מדוע אנו מצליחים בכל זאת. משקלם –פועל כח חיצוני , על הכדורים המתנגשים )2( ?כאן את חוק שימור התנע

?מדוע בשעת הניסוי יש להקפיד להניח את כדור המטרה באותו הגובה של הכדור הפוגע )3(

עזיבתו את לאחרמדוע יש לכוון את המערכת כך שהכדור הפוגע יפגע בכדור המטרה )4( ?המסילה

נגשות מהו הקשר בין הזווית הנוצרת על ידי וקטורי המהירות של הכדורים הזהים אחרי ההת )5(השתמשו בקשר בין האנרגיות הקינטיות : רמז(? לבין מאזן האנרגיות הקינטיות של המערכת

).פיטגורסלפני ואחרי ההתנגשות ובמשפט

כהרף (לקצה המסילה hדרכים לחישוב מהירות הכדור המתגלגל מראש המסילה בגובה 2תן )6( ).עין לפני שהתנגש בכדור השני

האם נקודת הפגיעה , על הירח -עם אותה המערכת בדיוק ', ק אבחללו בוצע הניסוי שביצעת )7(

בהשוואה למרחק , קרובה יותר או שווה לנקודת האנך, של הכדור בריצפה היתה רחוקה יותרMC שמדדת בניסוי זה?

היינו , רב של פעמים ובכל פעם משנים את זוית הפגיעה' של הניסוי מס' לו ביצענו את חלק ב )8(מהו המקום הגיאומטרי של כל נקודות הפגיעה . נקודות פגיעה בריצפהרב של ' מקבלים מס

.הסבר? האלו

בניסוי זה כאשר כדור הזכוכית משוחרר ממעלה המדרון וכדור ' האם ניתן לבצע את חלק ג )9( ?הסבר מדוע? הפלדה נמצא בתחתיתו