1.5 תנועה במהירות משתנה (1 שעה)

א. "מהירות רגעית" תוגדר (הגדרה פורמלית) כגבול שאליו שואף היחס כאשר פרק הזמן שואף לאפס. אין הכרח להתבטא במונחים של החשבון האינפיניטיסימלי, וניתן להסתפק בהדגמת חישוב אלגברי של גבול (למשל לגבי הפונקציה ). חישובים אחדים של מהירויות ממוצעות, כאשר מרווח הזמן הולך וקטֵן, ייעשו באמצעות מחשבון, והאחרים - באמצעות גיליון אלקטרוני. יש להסתפק בחישוב מינימלי של מהירות רגעית באופן אלגברי על-ידי התלמידים.

ב. יש להראות כי מהירות ממוצעת שווה לשיפוע המיתר המתאים בגרף , וכי המהירות הרגעית שווה לשיפוע המשיק המתאים. על התלמידים לדעת להסיק מגרף מקום-זמן מתי מהירות הגוף הולכת וגדֵלה, מתי היא קבועה ומתי היא הולכת וקטֵנה.

ג. יש להציג את המושג פונקציית מהירות-זמן ולהדגים חישוב של פונקציה כזו כשניתנת פונקציה של מקום-זמן (למשל לגבי).

ד. יש להגדיר אופרטיבית מהירות ברגע tבהינתן טבלת מקום-זמן (על-פי המהירות הממוצעת מרגע עד רגע ). על התלמידים להבין מדוע שיטה זו עדיפה (בדרך כלל) על השיטה הנסמכת על הגדרת מהירות רגעית (כשנתונים ערכים בדידים).

גיליון אלקטרוני

מהירות רגעית: בוחרים בפונקצית מקום-זמן של גוף הנע לאורך קו ישר, למשל. מחשבים את מהירות הגוף ברגע : תחילה מחשבים באמצעות מחשבון את המהירות הממוצעת מרגע עד רגע , כאשר למשל . לאחר מכן מחשבים מהירויות ממוצעות עבור ערכי ה"שואפים לאפס", באמצעות גיליון אלקטרוני.

 

__________________________________________________________________
תכנית הלימודים פיזיקה ל-5 יח"ל תשס"ח, האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים,
עמוד 43 מתוך 267 עמודים.
__________________________________________________________________
 

 

הערות נוספות