אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

א.  יש ליישם את חוק שימור התנע לגבי:

1. התנגשויות עם מגע פיזי וללא מגע פיזי - למשל אינטראקציה מגנטית (שני גלשנים על מסילת אוויר הנידחים בעזרת מגנטים המחוברים בקצותיהם).
2. תופעות רתע.
3. תרחישים שבהם נשמר רק רכיב אחד של תנע - למשל פגיעת גוף בקרונית נעה, כאשר כיווּן התנועה של  הגוף אינו על ציר התנועה של הקרונית.
4. תרחישים שבהם פועל מתקף חיצוני, שגודלו ניתן להזנחה ביחס למתקפים שגופי המערכת מפעילים זה על זה - למשל התפוצצות פגז. במהלך ההתפוצצות - כוח הכובד מפעיל מתקף חיצוני על רסיסי הפגז, אולם מתקף זה עשוי להיות זניח ביחס למתקפים שרסיסי הפגז מפעילים זה על זה.

ב.   את הנושא "הנעה רקטית" מותר להציג באופן איכותי, ללא פיתוח נוסחאות. בהקשר לכך יש להדגיש כי לאוויר האטמוספירה אין כל תפקיד בהאצת רקטה. (תלמידים נוטים להסביר את האצת הרקטה בכך שהגז הנפלט מן הרקטה דוחף את האוויר שמחוץ לרקטה.)

ג.   בכל פעם שהתלמידים משתמשים בשימור התנע, יש להרגילם לנמק מדוע התנע נשמר.

ד.   יש לעסוק גם בתרגילים איכותיים.

ה.  יישום חוק שימור התנע יעשה בדרך אלגברית ובדרך גאומטרית.

ו.   כדאי לכלול תרגילים שבהם התלמידים נדרשים לנתח תרחישים בעזרת חוקי ניוטון ובעזרת שימור התנע.

תרגיל לדוגמה:

קרונית שמסתה 20 kgנעה על משטח אופקי חסר חיכוך במהירות שגודלה 4m/s. גוש פלסטלינה שמסתו 2 kgפוגע בקרונית במהירות שגודלה 10 m/sוכיווּנה יוצר זווית בת 60°מתחת לכיווּן האופקי. הפלסטלינה נדבקת לקרונית.

1. האם מהירות הקרונית תגדל, תקטן או לא תשתנה בעקבות ההתנגשות ? נמקו תשובתכם בעזרת חוקי ניוטון בלבד.
2. חשבו באמצעות שיקולי תנע את מהירות הקרונית לאחר ההתנגשות, והשוו את תשובתכם לסעיף א'.

הדגמות וניסויים
רצוי שהניסויים הבסיסיים לבחינת חוק שימור התנע יהיו פשוטים ו'שקופים'.

דוגמאות לניסויים:

1. שימור תנע של שני גלשנים על מסילת אוויר בתרחישים של התנגשות ושל "התפוצצות" (תרחישים חד-ממדיים).
2. שימור תנע בהתנגשות על שולחן אוויר (התנגשות דו-ממדית).
   כלי המדידה בשני הניסויים המתוארים לעיל הם מד-טווח (למדידת מהירות) או מצלמת וידאו ומאזניים (למדידת מסה).
   לאחר ביצוע ניסויים בסיסיים ולאחר הפנמה מסוימת של העקרונות, ניתן לבצע ניסויים מורכבים:
3.  משחררים כדור מראש מסילה הנמצאת בקצה שולחן. בתחתית המסילה הכדור מתנגש בכדור שני, ושני הכדורים נזרקים ופוגעים ברצפה. בעזרת נקודות הפגיעה אפשר להראות שימור תנע בשני ממדים.
4. שימור תנע במהלך התנגשות: יוצרים התנגשות על מסילת אוויר בין שני גלשנים, שלאחד מהם מחובר 'מזלג' עם גומייה. באמצעות חיישן מתאים המחובר למחשב, ניתן לדגום את ערכי התאוצה במהלך ההתנגשות. בתרשים 1 מתוארות שתי עקומות שהתקבלו בדרך זו. מן העקומות ניתן לחשב את יחס המסות ואת יחס השינויים במהירות של כל קרונית (באמצעות מדידת שטחים ש'מתחת' לעקומות), וניתן להראות כי התנע נשמר במהלך ההתנגשות.

_________________________________________________________
תכנית הלימודים פיזיקה ל-5 יח"ל תשס"ח, האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים,
עמודים 62-64 מתוך 267 עמודים.
_________________________________________________________