שאלות הערכה

صفحة: 41

שאלות . 1 ילדה מתנדנדת על נדנדה . א . תארו את המרות האנרגיה המתרחשות בנדנדה המתנדנדת . ב . מדוע כדי להתנדנד בנדנדה זמן ארוך יש לדחוף אותה שוב ושוב ? בתשובתכם הסתמכו על שיקולי אנרגיה . . 2 המשקל של נדנדה ושל ילדה היושבת עליה הוא 400 ניוטון . נניח שהרמתם את הנדנדה לגובה 1 מטר מעל הנקודה הנמוכה ביותר שהיא מגיעה אליה ( משטח הייחוס , ( ושחררתם אותה . א . חשבו מה הייתה התוספת של אנרגיית הגובה כשהרמתם את הנדנדה לגובה 1 מטר מעל משטח הייחוס . ב . הנדנדה נעה הלוך פעם אחת ואז חוזרת לגובה ס"מ 40 מעל משטח הייחוס ( זה שיא הגובה בזמן חזרתה . ( חשבו את אנרגיית הנדנדה שהומרה לחום בנקודה זו . ג . מהי כמות החום שהתקבלה במערכת לאחר שהנדנדה נעצרה ? נמקו . שאלה : 1 ( א ) אנרגיית הגובה מומרת לאנרגיית תנועה ולהיפך , חלק מהאנרגיה מומר לחום וחלק קטן מומר לקול ; ( ב ) כי בלי תוספת אנרגיה כל האנרגיה ההתחלתית תומר בהדרגה לחום עד שהנדנדה תיעצר . בדחיפה מועברת אנרגיה מהאדם לנדנדה . שאלה : 2 ( א ) ג' 400 ול 1 ) מטר ב 400 ניוטון (; Eh = W ב h = ( ב ) ג' 240 ול . דרך החישוב : השינוי בגובה הנדנדה בין 1 מטר 0 . ל–4 מטר הוא 0 . 6 מטר . לכן ההפרש באנרגיית הגובה הוא 0 . 6 מטר 400 × ניוטון ; ( ג ) ג' 400 ול , כי כל אנרגיית הגובה הומרה לחום . . 3 כדורסל שמסתו 600 גרם נזרק מהרצפה כלפי מעלה . הגובה המרבי שהכדור הגיע אליו היה 3 מטרים ביחס לרצפה . בהנחה שהחיכוך בין הכדור לבין האוויר זניח , חשבו : א . מהי אנרגיית הגובה של הכדור בגובה המרבי , ומהי האנרגיה הכוללת של הכדור בנקודה זו ? ב . מהי אנרגיית הגובה ואנרגיית התנועה של הכדור כאשר הוא חלף בנקודת אמצע הגובה המרבי ? ג . מה הייתה אנרגיית הגובה של הכדור ואנרגיית התנועה שלו ברגע שנזרק כלפי מעלה ? ד . בהנחה שהחיכוך עם האוויר אינו זניח , האם אנרגיית התנועה הנדרשת לכדור ברגע הזריקה כלפי מעלה כדי להגיע לאותו גובה מרבי היא קטנה , שווה או גדולה לעומת אנרגיית התנועה שחישבתם בסעיף ג ( ללא חיכוך (? נמקו את תשובתכם . . 4 ילד שמשקלו 500 ניוטון קפץ מסולם שגובהו 2 מטרים אל שכבת חול רטובה . כתוצאה מכך שקעו כפות רגליו בחול . הניחו כי סוגי האנרגיה היחידים שבאים לידי ביטוי בתהליך הזה הם אנרגיית הגובה של הילד , אנרגיית התנועה שלו וחום . א . חשבו את החום שהתקבל באזור כפות הרגליים והחול בעקבות החיכוך ביניהם . ב . דמיינו לעצמכם שהילד והסולם הועברו אל הירח באמצעות חללית , והילד מבצע שם קפיצה דומה . חשבו את החום שהתקבל באזור כפות הרגליים והחול שעל הירח . ג . תארו באמצעות תרשימי עוגה את שרשרת המרות האנרגיה מאז שהילד קפץ אל שכבת החול ועד שרגליו שקעו לגמרי בתוך החול . שאלה : 4 ( א ) כשהילד קופץ אל פני החול אנרגיית הגובה שלו מומרת לאנרגיית תנועה , וכאשר רגליו פוגעות בחול ושוקעות בו כל אנרגיית התנועה מומרת לחום בגלל החיכוך עם החול . שכבת החול היא משטח הייחוס , ולכן כמות החום שווה לאנרגיית הגובה ( שהומרה לאנרגיית תנועה ) והיא ג' 1 , 000 ול 2 ) מטריםב 500 ניוטון = (; E = W ב h ( ב ) על הירח משקלו של הילד קטן בשישית ממשקלו על כדור–הארץ , ולכן גם כמות החום קטנה פי , 6 כלומר ג' 166 . 67 ול ג' 1 , 000 ) ול לחלק (; ב–6 ( ג ) בתחילת הקפיצה - עיגול שלם של אנרגיית גובה ; במצבי ביניים עיגול שחלקו אנרגיית גובה ובשאר אנרגיית תנועה ; בסוף הקפיצה אך לפני הפגיעה בחול - עיגול שלם של אנרגיית תנועה ; לאחר הפגיעה והשקיעה בחול - עיגול שלם של חום ( לכל העיגולים אותו השטח אך הצבע שונה . ( שאלה : 3 ( א ) בגובה המרבי הכדור עוצר ( באופן רגעי ) ולכן אנרגיית התנועה שלו שווה אפס ואנרגיית הגובה שלו ג' 18 ול E = m ב g ב h ) 3 מטרים 10 × ניוטון 0 . 6 × ג"ק / (; ק"ג ( ב ) בנקודת אמצע הגובה המרבי , אנרגיית הגובה תהיה מחצית מגודלה בגובה המרבי , כלומר : ג' 9 ול ; בהתאם לחוק שימור האנרגיה ובהיעדר חיכוך עם האוויר , האנרגיה הכוללת של הכדור נשמרת . האנרגיה הכוללת בשיא הגובה היא ג' 18 ול . לכן גם אנרגיית התנועה באמצע הגובה היא ג' 9 ול ; ( ג ) ברגע הזריקה כלפי מעלה הכדור נמצא בגובה משטח הייחוס , אנרגיית הגובה שלו שווה לאפס , ובהתאם לחוק שימור האנרגיה , אנרגיית התנועה שלו ג' 18 ול ; ( ד ) במצב כזה חלק מהאנרגיה מומר לחום בגלל החיכוך , ולכן אנרגיית התנועה שלו בנקודת הזריקה גדולה יותר מאשר אנרגיית התנועה כאשר החיכוך זניח .

السابق  |  التالي