עמוד:314

במישור האופקי . לכן מהירות הגוף אינה משתנה בגודלה . ב . נכתוב את משוואות התנועה של הגוף . אילו כוחות כדאי לפרק לרכיבים ? האם את כוח הכובד mg ( בדומה לפירוק הנהוג בתנועת גוף על פני מישור משופע ?( או את המתיחות , P או אולי את שניהם ? כדי לענות על שאלה זו נבחן מה כיוון תאוצת הגוף . הגוף נע כל הזמן בגובה שאינו משתנה . כלומר בכיוון ניצב למישור המעגל הגוף אינו נע , לכן רכיבי התאוצה והכוח השקול בכיוון זה מתאפסים . במישור התנועה לעומת זאת , יש לגוף תאוצה צנטריפטלית . לכן נוח לפרק את המתיחות p לרכיב בכיווןץ הניצב למישור המעגל , שגודלו p cos 6 ( רכיב זה מאזן את כוח הכובד , { mg ולרכיב בכיוון מרכז המעגל שגודלו ~ nyN ) Psin 6 מעניק לגוף את התאוצה הצנטריפטלית ) ( איור 15 ג . ( בכיוון y הגוף במנוחה , לפיכך ( איור 15 ד : ( או : i : בחוק השני של ניוטון בכיוון x ( איור 15 ד : ( נחלק את משוואה ( ב ) במשוואה ( א ) ונקבל : הקשר בין v לבין co את הרדיוס המסלול המעגלי R ( ראה איור 15 ב ) נבטא כך : נציב ב- ( א , ב ) את ( ג ) ואחר כך את ( ד , ( ולאחר כמה פעולות אלגבריות נקבל : נוכל ללמוד מנוסחה ( ה ) כמה דברים : . 1 כאשר מגדילים את תדירות הסיבוב של מטוטלת קונית - גדלה זווית הסטייה . 9 2 . אם כמה מטוטלות בעלות אורך חוט שונה מסתובבות באותה תדירות אזי : למטוטלת בעלת חוט ארוך יותר יש זווית סטייה 0 גדולה יותר . הגובה h של הגוף מתחת לנקודת התלייה , שווה לכל המטוטלות , אף אם הן שונות באורך החוט . נראה זאת : על פי איור cos 0 16 . h = g נציב במקום cos 0 את הביטוי על פי ( ה ) ונקבל : , h = g / co כלומר הגובה h תלוי רק בתדירות הסיבוב ולא באורך המטוטלת . . 3 לא בכל תדירות אפשרי קיומו של מסלול מעגלי אופקי ; תדירות הסיבוב של כל מטוטלת צריכה לקיים : הוכיחו זאת ! איור : 16 לכל המטוטלות אותו גובה h

מכון ויצמן למדע. המחלקה להוראת המדעים

ישראל. משרד החינוך


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר