אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

הכוח כווקטור

יש להראות באמצעות ניסוי כי כוח הוא וקטור ושכוחות מתחברים בהתאם לכלל המקבילית.

הכוח השקול

הכוח השקול של מספר כוחות הפועלים על גוף, הוא אותו כוח שתוצאת פעולתו זהה לתוצאת פעולתם של אותם הכוחות.

הדגמות וניסויים

כוחות מתחברים לפי כלל המקבילית: להדגמה ניתן להשתמש בלוח אנכי שאליו מחוברות שתי גלגילות. קושרים לטבעת קלה שלושה חוטים שבקצותיהם משקולות, וכורכים שניים מהחוטים על גלגילות. כאשר המערכת בשיווּי משקל - מודדים את הכיווּנים ואת הגדלים של הכוחות ששלושת החוטים מפעילים על הטבעת. לאחר מכן מראים כי השקול של שניים מבין הכוחות (המחושב על-פי כלל המקבילית) מנוגד לכוח השלישי ושווה לו בגודלו.

החוק השלישי של ניוטון

א. מומלץ להציג את החוק השלישי של ניוטון בצורה מדורגת, בשלושה שלבים המלווים בהדגמות ובניסויים:

אם גוף 1 מפעיל כוח על גוף 2 אז:

(1)גם גוף 2 מפעיל כוח על גוף 1 (עצם קיום אינטראקציה).

(2)הכוחות הפוכים בכיווּנם.

(3)הכוחות שווים בגודלם.

ב. יש להדגיש כי סימטריה מתקיימת בכוחות גם כאשר המצב נראה בלתי סימטרי בעליל. תלמידים מתקשים ביישום החוק השלישי של ניוטוןבמצבים כאלה.

ג. יש להדגיש כי כוחות "פעולה" ו"תגובה" פועלים על גופים שונים, וכי השוני בשמות אינו בא לציין שוני בטיבם, או כי אחד מהם הוא ה"גורם" והשני הוא ה"תוצאה".

הדגמות וניסויים

א.דוגמאות לניסויים איכותיים: אדם דוחף קיר ונרתע, אדם קופץ מסירה לחוף, בלון פולט אוויר ונרתע בכיווּן ההפוך, קצה צינור אופקי שמפתחו פורצים מים נרתע בכיווּן ההפוך. שני תלמידים המושכים שני דינמומטרים, שמחוברים אחד לשני, ומנסים ללא הצלחה שהקריאה בדינמומטרים תהיה שונה.

ב.ניסויים כמותיים:

(1) מדידת כוחות הדחייה בין שני מגנטים, שכל אחד מהם מחובר לגלשן המונח על מסילת אוויר. (את הכוחות מודדים באמצעות דינמומטרים.)

(2) מדידת כוח העילוי הפועל על גוף הטבול בנוזל, ומדידת הכוח שהעצם מפעיל על המים שבהם הוא טבול. (הגוף תלוי על מאזני קפיץ, והכלי עם המים מונח על מאזני קפיץ.)

בשלב זה, מוצע להכניס לשימוש חיישן-כוח.

 

_________________________________________________________
תכנית הלימודים פיזיקה ל-5 יח"ל תשס"ח, האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים,
עמוד 50 מתוך 267 עמודים.
_________________________________________________________