NEW
Font size
Worksheetsאנרגיה כובדית+קינטית
Total questions: 7
Worksheet time: 3mins
ברגע הבא האנרגיה הקינטית של הגוף הולכת וגדלה. מה אנחנו יכולים להגיד על תנועת הגוף?
הסקייטר נע ימינה
הסקייטר נע שמאלה
אין דרך לדעת
הסקייטר במנוחה כי האנרגיה הקינטית גבוהה מהפוטנציאלית.
הסקייטר מתחיל ממנוחה. האם יעבור את הגבעה הראשונה?
(אין חיכוך במסילה)
לא, מכיוון שאנרגיה פוטנציאלית תהפוך לאנרגיית חום.
לא, מכיוון שהאנרגיה הכוללת נמוכה יותר מראשית התנועה.
כן, מכיוון שכל האנרגיה הפוטנציאלית שלו תהפוך לקינטית ללא אובדן.
כן, מכיוון שחלק מהאנרגיה שלו תהפוך לאנרגיה פוטנציאלית וחלק לקינטית ולכן ייעצר לפני הפסגה.
במסלול ללא חיכוך, הסקייטר מגיע לנקודה גבוהה בצד ימין לאחר שעבר מספר שקעים. האם יוכל לעבור גובה הגדול מראשית ההתחלה?
לא, כי אנרגיה פוטנציאלית תהפוך לחום ותקטין את האנרגיה הכוללת.
לא, כי ללא קלט חיצוני אין מספיק אנרגיה להגיע לגובה פוטנציאלי גבוה יותר מזה של ההתחלה.
כן, כי בנקודה זו כל האנרגיה הפוטנציאלית שלו תהפוך לקינטית ותוסיף לו גובה.
כן, כי בנקודה זו חלק מהאנרגיה שלו הוא קינטית וחלק פוטנציאלית ולכן הגובה בהכרח יעלה מעבר להתחלה.
הילדה מתחילה לנוע ממנוחה על מסלול "קערה". התרשים מציג גרף עמודות של אנרגיה בנקודה אחת במסלול: האנרגיה הכוללת קבועה, האנרגיה הקינטית גדולה מהפוטנציאלית, והאנרגיה התרמית קטנה אך לא אפסית. באיזו נקודה על המסלול הסקייטבורד נמצא סביר ביותר? נקודות האפשריות מסומנות A (קרוב לשיא משמאל), B ו-C (בדרך למטה), D (בקרבת הקרקעית), E (בתחתית).
A – קרוב לפסגה משמאל, מהירות קטנה וגובה גדול
C – באמצע הדרך למטה, מהירות בינונית וגובה בינוני
D – קרוב לתחתית אך לא בנמוך ביותר, מהירות גדולה וגובה קטן
E – בתחתית המדויקת של המסלול, מהירות מקסימלית וגובה אפסי
בהנחה שהסקייטר התחיל מרום קצה המסלול ללא דחיפה נוספת, בחרו איזה גרף עמודות מתאים ביותר למצב שבו הסקייטר נמצא בנקודת השיא של הלולאה העליונה במסלול. הסבירו לעצמכם: בנקודת שיא הגובה מקסימלי, ולכן הפוטנציאלית מקסימלית והקינטית קטנה אך לא אפסית כדי להישאר במסלול; התרמית עשויה להיות קטנה.
גרף שבו האנרגיה הפוטנציאלית גבוהה מהקינטית, והסכום הכולל קבוע
גרף שבו האנרגיה הקינטית גבוהה בהרבה מהפוטנציאלית, והסכום הכולל קטן יותר
גרף שבו הקינטית שווה לפוטנציאלית, והתרמית גדולה מאוד
התאימו גרף אנרגיה כתלות בזמן למסלול נתון: גרף הזמן מראה שסך האנרגיה קבוע, האנרגיה הקינטית (ירוק) ומכונית פוטנציאלית (כחול) מתנודדות נגד-שלב עם אמפליטודות שוות; האנרגיה התרמית (כתום) קבועה קרובה לאפס. איזה מהמסלולים מתאים ביותר לגרף זה?
מסלול סימטרי ללא חיכוך מורגש, תנועה מחליקה הלוך ושוב לגבהים שווים בשני הצדדים
מסלול עם חיכוך משמעותי, אמפליטודת התנודות הולכת וקטנה עם הזמן
מסלול שבו אחד הצדדים גבוה יותר ולכן האנרגיה הכוללת עולה ויורדת בזמן
התבוננו בגרף אנרגיה לעומת מיקום: שלוש עקומות מנוקדות מסומנות בצבעים ירוק, כחול וצהוב. העקומה הצהובה שומרת על ערך קבוע לכל האורכים; העקומה הירוקה גבוהה בקצות המסלול ונמוכה במרכז; העקומה הכחולה נמוכה בקצות המסלול וגבוהה במרכז. איזו עקומה מייצגת את האנרגיה הפוטנציאלית של הגוף לאורך המסלול?
העקומה הירוקה
העקומה הצהובה
העקומה הכחולה
