שיעורי בית – הידע לתנועה מעגלית אופקית

רוכב אופניים מתחרה במסלול מעגלי שרדיוסו r = 80m. הרוכב משלים הקפה אחת של המסלול בדיוק ב-25 שניות. מסת הרוכב והאופניים יחד היא m = 85kg.

א. חשב את הכוח הרדיאלי שפועל על הרוכב.Fill in the blank 1 of 2

ב. אם הרוכב מגביר את מהירותו ומשלים הקפה ב-20 שניות, מה גודל השינוי בכוח הרדיאלי שלו.Fill in the blank 2 of 2

רקדנית סיבוב מחזיקה משקולת בקצה חוט באורך r = 0.75m וגורמת לה לנוע במסלול מעגלי אופקי. תדירות הסיבוב של המשקולת היא f = 2Hz.

א. חשב את המהירות הזוויתית ω של המשקולת.Fill in the blank 1 of 2

ב. אם הרקדנית מגדילה את תדירות הסיבוב פי 1.5, פי כמה תגדל  ω.

Fill in the blank 2 of 2

טייס מטיס מטוס קרב במסלול מעגלי אופקי במהירות משיקית קבועה v = 720 km/h.הכוח השקול הפועל על המטוס לכיוון מרכז המעגל הוא F = 320 kN.

מסת המטוס היא m = 8000 kg.

א. חשב את רדיוס הסיבוב של המטוס.Fill in the blank 1 of 3

ב. תוך כמה זמן המטוס משלים חצי עיגול.Fill in the blank 2 of 3

ג. מהנדס אווירונאוטיקה טוען ש”אם נכפיל את המהירות המשיקית של המטוס פי 2 והכוח השקול למרכז יישאר קבוע, אז רדיוס המעגל צריך לגדול פי 4 על מנת שהמטוס ינוע בתנועה מעגלית אופקית”. האם טענת המהנדס נכונה\לא נכונה ? נמק.Fill in the blank 3 of 3

רכבת הרים בפארק שעשועים נעה במסלול מעגלי אופקי ברדיוס r = 24 m. הכוח השקול הפועל על הרכבת הוא F = 7500N. הרכבת משלימה בדיוק 5 סיבובים שלמים תוך 2 דקות.

א. חשב את מסת הרכבת.Fill in the blank 1 of 3

ב. חשב את הכוח שמפעילה הרכבת על המסילה.Fill in the blank 2 of 3

ג. כאשר רכבת נעה בתנועה מעגלית אופקית, איזה מהטענות שלפניך נכונה:

1.  התאוצה הרדיאלית פרופורציונלית בצורה לינארית למהירות המשיקית.
2. אם התדירות של הרכבת גדלה פי 3, אז התאוצה הרדיאלית גדלה פי 3.
3. בתנועה מעגלית אופקית במהירות קבועה, וקטור התאוצה משתנה רק בכיוונו ולא בגודלו.
4. הקשר בין התאוצה הרדיאלית לבין רדיוס המסלול הוא יחס ישר ולא יחס הפוך.

Fill in the blank 3 of 3

מתקן הסוסים בפארק השעשועים מסתובב במהירות זוויתית ω = 0.1 rad/s. המרחק בין כל סוס למרכז הוא r = 25m. ילד יושב על אחד הסוסים והמתקן מתחיל לנוע.

א. חשב את המהירות הקווית של הילד.Fill in the blank 1 of 2

ב. חשב את התאוצה הרדיאלית של הילד.Fill in the blank 2 of 2

ג. לקראת סוף המשחק הגלגל מאט בהדרגה את מהירותו עד לעצירה תוך 40 שניות, מהו גודל התאוצה המשיקית הממוצעת של הילד.

{[-0.0625|1][0.0625-|1][0.0625|1][0.06|1][0.06-|1][-0.06|1]

דיסק מסתובב במהירות קבועה של 45 סיבובים לדקה.גוף קטן במסה M מונח על הדיסק במרחק של r = 12cm ממרכזו.

א. חשב את תדירות הסיבוב f של הדיסק.Fill in the blank 1 of 4

ב. חשב את המהירות הזוויתית ω של הדיסק.Fill in the blank 2 of 4

נתון: M = 50g.

ג. חשב את הכוח הרדיאלי הפועל על הגוף.Fill in the blank 3 of 4

ד. אם מעבירים את הגוף למרחק של 6cm ממרכז הדיסק, האם הכוח הרדיאלי יגדל, יקטן או יישאר זהה? הסבר מדוע.Fill in the blank 4 of 4

גוף הנמצא על שולחן קשור לחוט שאורכו r = 0.8m ומסתובב במעגל אופקי בתדירות f = 1.2Hz. 

א. חשב את המהירות הקווית של הגוף.Fill in the blank 1 of 3

מסת הגוף היא m = 300g.

ב. מהו הכוח המתיחות בחוט.Fill in the blank 2 of 3

ג. בשלב מסוים גוזרים את החבל, לאיזה כיוון על סמך אחד מהחצים שבאיור שלפניך ילך הגוף.

Fill in the blank 3 of 3

צלחת סיבוב בהופעת קרקס מסתובבת במהירות של 20 סיבובים לדקה. על הצלחת עומד אומן במסה m = 65kg במרחק r = 150cm ממרכז הצלחת.

א. חשב את המהירות הזוויתית של הצלחת ברדיאנים לשנייה.Fill in the blank 1 of 3

ב. חשב את המהירות הקווית של האומן.Fill in the blank 2 of 3

ג. מהו הכוח הרדיאלי הדרוש כדי לשמור את האומן במקומו.Fill in the blank 3 of 3