התנגשות דיסקיות - ניתוח סרטון וידאו

דף עבודה מתוך הספר "מכניקה ניטונית פעילויות, עדי רוזן", עמ' 141: ניתוח סרטון.

הפעילות מופיעה גם ב, האתר לתלמידי פיזיקה  

תאור הפעילות

בפעילות תנתחו סרטון המתאר התנגשות של שתי דיסקיות במטרה לאמת את חוק שימור התנע בהתנגשות בשני ממדים.

אפיון הפעילות

בהיבט הסילבוס
מכניקה, קינמטיקה:
  1.3 תנועה קצובה לאורך קו ישר
     - תנועה קצובה.
     - המהירות כשיפוע הגרף x(t).
  1.9 וקטורים
    -   חיבור וקטורים וחיסור וקטורים בדרך גאומטרית.
    -  חיבור וקטורים וחיסור וקטורים בדרך אלגברית.
 
מכניקה, התנע ושימורו:
  3.2 חוק שימור התנע
    - שימור תנע במערכת דו-גופית סגורה.
    - חוק שימור התנע.
  3.3 יישומים של חוק שימור התנע
    - התנגשויות

בהיבט דידקטי
1. במהלך הפעילות חוקר התלמיד יישום לחוק שימור התנע בתנועה דו ממדית באופן גיאומטרי ובאופן אלגברי.
2. הפעילות משלבת היבטים קינמטיים בניתוח התנועה המתוארת בסרטון ומהווה הזדמנות טובה לחזרה בחשבון ווקטורים.
3. הפעילות מדגישה את תלות התנע של גוף במסתו ובמהירותו

הערות והמלצות דידקטיות

1. מומלץ לבצע את הפעילות במהלך לימוד הנושא של התנגשויות.
2. משך הזמן הדרוש לפעילות הוא כ-90 דקות.
3. מומלץ להבהיר עם התלמידים מדוע ההעתקים הנמדדים בסעיפים א'- ד'  של סעיף 8 מייצגים את מהירויות הגופים לפני ואחרי ההתנגשות. במידה והתלמידים מבצעים במעבדה את הניסוי של התנגשות בשני ממדים (זינגר, עמ' 26) כדאי להדגיש את המשותף לדרכי הניתוח של תוצאות הניסוי במעבדה והניתוח של סרט הוידאו.
4. כדאי להדגיש את הקשר בין שתי דרכי הניתוח של תרשים העקבות אותן מבצע התלמיד בפעילות זו.
5. מומלץ להתייחס למתקף הכוח שמפעיל כל גוף על משנהו בהתנגשות המתוארת בסרטון.
6. ניתן להרחיב את הפעילות ולבדוק אם ההתנגשות בין שתי הדיסקיות היא אלסטית ולהדגיש את הנקודות הבאות:
- התנגשות שאיננה פלאסטית, איננה בהכרח אלסטית.
- בהתנגשות בין גופים, התנע של מערכת הגופים נשמר תמיד בעוד שהאנרגיה המכנית - נשמרת רק כאשר ההתנגשות אלסטית.
- תנע הוא גודל ווקטורי בעוד שאנרגיה הינה גודל סקאלרי
7. פעילות זו נמצאת ברשימת הניסויים לבגרות במעבדה במתכונת רגילה ברמת מורכבות 3.

הערות והמלצות טכניות

1. לביצוע הפעילות יש להשתמש בתוכנת ה-VideoexpL. כדי להפעיל את המחשבון הוקטורי במערכת הפעלה מעבר ל-win98 יש להתקין גירסה מתקדמת יותר של תוכנה זו, אותה ניתן להתקין מהתקליטור המצורף לספר "מודלים של האור פעילויות". את הסירטון יש לפתוח מתוך התוכנה.
2. דרוש ידע מתקדם בגיליון אלקטרוני.

  

  לנוחותכם דף זה גם כקובץ word
  קובץ הפעילות

ניסויים נוספים