עגלה הנעה על לוח מואץ

שלמה רוזנפלד, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע.

תאור הפעילות

בעבודה זו תחקור באמצעות קטע וידאו את תנועתה של עגלה הנמצאת על מסילה מואצת.
נתון לוח עץ שטוח עליו מונחת עגלה מתכתית. הלוח מחובר באמצעות חוט העובר מעל גלגלת למשקולת תלויה. קטע הוידאו שלפניך מתאר את תנועת לוח העץ ואת תנועת העגלה החל מן הרגע שבו נעזבת המשקולת ועד לרגע שבו עוצרת העגלה.

אפיון הפעילות

בהיבט הסילבוס
מכניקה, קינמטיקה:
1.2 תאור תנועה
- הצגת מקום כפונקציה של הזמן על-ידי גרף
1.4 תנועה יחסית
- יחסיות התנועה

מכניקה, דינמיקה:
2.4 כוח נורמלי וכוח החיכוך
2.6 החוק השני של ניוטון
      - הקשר בין כיוון הכוח השקול לבין כיוון התאוצה בתנועה בקו ישר
      - הקשר בין גודל הכוח השקול לבין גודל התאוצה בתנועה לאורך קו ישר
2.8. יישום החוק השני לגבי תנועה לאורך קו ישר
      - האצת גוף באמצעות כוח החיכוך, האצת גוף הקשור בחוט.

בהיבט דידקטי
1. קישור בין תופעה לבין הייצוג שלה בתרשים
2. זיהוי אירועים בתופעה נתונה
3. קישור בין אירועים בתופעה לבין ייצוגים גרפיים של האירועים
4. הפקת מידע מן הייצוגים הגרפיים ושיוכו לתופעות
5. קישור בין תוצאות ניסוי לבין תאוריה

הערות והמלצות דידקטיות

1. הפעילות במלואה מתאימה לסיכום נושא החוק השני של ניוטון, סעיף 6 מתאים להעמקה והרחבה או לתלמידים מתקדמים.
2. מומלץ לתת לתלמידים כשעורי בית ולנתח בכיתה את התוצאות (כדאי שהמורה יבצע בבית את הפעילות, יבוא עם גיליון אלקטרוני מוכן ובכיתה יחזור עם התלמידים על העיבוד והניתוח)
3. יש להדגיש את הקשר בין כיוון התאוצה וכיוון הכוח השקול
4. יש להדגיש את הקשר בין הייצוג הגרפי של התנועה והמשמעות של ייצוג זה בתופעה הנצפית
5. ניתן לוותר על חישוב מקדמי החיכוך.
6. משך הזמן הדרוש לפעילות הוא 90 דקות.

הערות והמלצות טכניות

הפעילות מבוססת על עבודה בסביבת תוכנת ניתוח הוידאו VideoExp. ניתן להתקין את התוכנה מהדיסק המצורף לספר "מכניקה ניוטונית- פעילויות". יש לפתוח את הסרטון מתוך התוכנה.