null

‫תוכנית הקורס‬
‫מכניקה‬
‫‪ .1‬מבוא‪ :‬יחידות פיסיקליות‪ .‬שיטת היחידות הבינלאומית‪ .‬גדלים סקלריים וגדלים‬
‫וקטוריים‪ .‬הפרדת כוחות לרכיבים‪ .‬חיבור וחיסור כוחות‪.‬‬
‫(‪ 3‬שעות)‬
‫‪ .2‬קינמטיקה‪ :‬מהירות ממוצעת ומהירות רגעית‪ .‬מהירות יחסית‪ .‬תאוצה ממוצעת ותאוצה‬
‫רגעית‪ .‬תנועה שוות תאוצה בקו ישר‪ .‬ארבע משוואות הקינמטיקה‪ .‬נפילה חופשית‪ .‬זריקה‬
‫אנכית כלפי מעלה וכלפי מטה‪ .‬תנועה בליסטית‪.‬‬
‫(‪ 4‬שעות)‬
‫‪ .3‬דינמיקה‪ :‬שלושת חוקי התנועה של ניוטון‪ ,‬חוק המשיכה העולמית של ניוטון‪ .‬מסה‬
‫ומשקל‪ .‬חיכוך ותנועת גופים‪.‬‬
‫(‪ 4‬שעות)‬
‫‪ .4‬תנועה מעגלית‪ :‬רדיאנים‪ .‬מהירות משיקית ומהירות זוויתית‪ .‬תדירות וזמן מחזור‪ .‬תאוצה‬
‫צנטריפטלית וכוח צנטריפטלי‪.‬‬
‫(‪ 3‬שעות)‬
‫‪ .5‬תנע‪ ,‬עבודה‪ ,‬הספק ואנרגיה‪ :‬עבודה והספק‪ .‬אנרגיה קינטית‪ .‬חוק הוק‪ .‬אנרגיות‬
‫פוטנציאליות‪ :‬אנרגיית גובה ואנרגיה אלסטית‪ .‬חוק שימור האנרגיה‪.‬‬
‫(‪ 4‬שעות)‬
‫‪ .6‬מומנטים‪ :‬מומנט כוח וחוקי המנוף‪.‬‬
‫(‪ 2‬שעות)‬
‫(סכ"ה ‪ 22‬שעות עבור מכניקה)‬
‫חשמל ומגנטיות‬
‫‪ .1‬אלקטרוסטטיקה‪ :‬מטען חשמלי‪ ,‬חוק שימור המטען החשמלי‪ ,‬אלקטרונים ופרוטונים‪ .‬חוק‬
‫קולון ועקרון הסופרפוזיציה‪ .‬שדה חשמלי‪ .‬חוק גאוס‪ .‬אנרגיה פוטנציאלית חשמלית‪.‬‬
‫פוטנציאל חשמלי ומתח חשמלי‪ .‬קיבול חשמלי‪ .‬קבלים וחיבורי קבלים‪.‬‬
‫(‪ 8‬שעות)‬
‫‪ .2‬אלקטרודינמיקה‪ :‬זרם חשמלי‪ ,‬התנגדות חשמלית‪ .‬חוק אוהם‪ .‬נגד‪ ,‬נגד משתנה וחיבורי‬
‫נגדים‪ .‬כא"מ של מקור מתח‪ .‬התנגדות פנימית של מקור מתח ומתח הדקים‪ .‬חיבור מקורות‬
‫מתח‪ .‬הספק חשמלי וחוק ג'אול‪ .‬חוקי קירכהוף‪.‬‬
‫(‪ 8‬שעות)‬
‫‪ .3‬מגנטיות‪ :‬כוח מגנטי‪ ,‬מומנט מגנטי‪ ,‬שדה מגנטי‪ .‬תנועת מטען חשמלי בשדה מגנטי‪ .‬ניסוי‬
‫ארסטד‪ .‬חוק פרדי‪ .‬קווי שדה מגנטי סביב מוליך זרם‪ ,‬הכוח שפועל בין מוליכי זרם‪.‬‬
‫(‪ 6‬שעות)‬
‫(סכ"ה ‪ 22‬שעות עבור חשמל ומגנטיות)‬
‫ספרות מומלצת‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫מכניקה‬
‫מבחנים בפיסיקה של מכינת הטכניון בעריכת שרון שפירא‪" ,‬מכניקה"‪.2002 ,‬‬
‫י‪ .‬אשל‪" ,‬מכניקה לתיכון ולאוניברסיטה" הוצאת אשל‪.1111 ,‬‬
‫ע‪ .‬רוזן‪ ,‬ז‪ .‬קרקובר‪" ,‬מכניקה ניוטונית" כרכים א' ו‪-‬ב'‪ ,‬הוצאת מכון ויצמן‪2001 ,‬‬
‫פ‪.‬ו‪ .‬סירס‪ ,‬מ‪.‬ו‪ .‬זימנסקי‪ ,‬ה‪.‬ד‪ .‬יאנג‪" ,‬פיסיקה תיכונית – מכניקה"‪ ,‬יהושוע אורנשטיין ‪-‬‬
‫הוצאת ספרים יבנה בע"מ‪.1112 ,‬‬
‫ד‪ .‬זינגר‪" ,‬מכניקה"‪ ,‬כרכים א' ו‪-‬ב'‪ ,‬דוד רכגולד ושות' חברה בע"מ‪.1112 ,‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.8‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.10‬‬
‫חשמל ומגנטיות‬
‫מבחנים בפיסיקה של מכינת הטכניון בעריכת שרון שפירא‪" ,‬חשמל ומגנטיות"‪.2002 ,‬‬
‫"פרקי חשמל ומגנטיות"‪ ,‬חלקים א' ו‪-‬ב'‪ ,‬המחלקה להוראת המדעים‪ ,‬מכון ויצמן למדע‪,‬‬
‫‪.1118‬‬
‫י‪ .‬אשל‪" ,‬חשמל ומגנטיות" הוצאת אשל‪.1115 ,‬‬
‫פ‪.‬ו‪ .‬סירס‪ ,‬מ‪.‬ו‪ .‬זימנסקי‪ ,‬ה‪.‬ד‪ .‬יאנג‪" ,‬פיסיקה תיכונית – חשמל ומגנטיות"‪ ,‬יהושוע‬
‫אורנשטיין ‪ -‬הוצאת ספרים יבנה בע"מ‪.1112 ,‬‬
‫ד‪ .‬זינגר‪" ,‬חשמל ומגנטיות"‪ ,‬דוד רכגולד ושות' חברה בע"מ‪.2005 ,‬‬
‫מבחן סיום בקורס "הכנה לפיסיקה" ‪ /‬מכניקה‬
‫המחלקה להנדסת אלקטרוניקה‬
‫משך הבחינה‪ 2 :‬שעות‬
‫יש להשיב על כל השאלות (‪ 8‬שאלות)‪ .‬ניקוד השאלות זהה‪ 12.5 :‬נקודות‪.‬‬
‫ניתן להשתמש במחשבון בלבד‪.‬‬
‫‪ .1‬במגדל שגובהו ‪ 140‬מטר יש מעלית‪ .‬המעלית מאיצה ממצב מנוחה מתחתית המגדל כלפי‬
‫מעלה בתאוצה קבועה‪ ,‬מגיעה למחצית גובהו של המגדל תוך ‪ 6.4‬שניות‪ ,‬ואחר כך‬
‫ממשיכה לנוע במהירות קבועה כלפי מעלה‪ .‬אדם שמסתו ‪ 80‬ק"ג עומד על מאזניים בתוך‬
‫המעלית‪.‬‬
‫מה יהיה משקלו של האדם (כפי שיראו המאזניים) בשלב ההאצה כלפי‬
‫מעלה (ביחידות ניוטון)?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה בעיגול‪:‬‬
‫‪1196 N 1114 N 1057 N 1021N 981N 947 N‬‬
‫‪3461N‬‬
‫‪2250 N‬‬
‫‪ .2‬אדם עומד על ראש מגדל שגובהו ‪ 120‬מטר וזורק כלפי מעלה אבן שעולה בקו אנכי‪ ,‬מגיעה‬
‫לשיא הגובה‪ ,‬ויורדת כלפי מטה בקו אנכי (ללא פגיעות בקירות המגדל)‪ ,‬עד שהיא פוגעת‬
‫בקרקע‪ .‬המהירות ההתחלתית שבה זרק האדם את האבן כלפי מעלה היא ‪ 23‬מטר‬
‫בשנייה‪ .‬ניתן להזניח את השפעת האוויר על האבן‪.‬‬
‫מה תהיה מהירות האבן (ביחידות מטר בשנייה) כאשר היא תחלוף על פני מחצית גובהו‬
‫של המגדל‪ ,‬בדרכה כלפי מטה?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪60.2m/ s 56.9m/ s 50.6m/ s 47.2m/ s 41.3m/ s 38.3m/ s‬‬
‫‪64.7m/ s‬‬
‫‪ .3‬נתון שכוח בגודל ‪ 2F‬פועל על מסה שגודלה ‪ 3M‬ומעניק לה תאוצה בשיעור ‪ .a‬אם כוח‬
‫בגודל ‪ 3F‬יפעל על מסה שגודלה ‪ ,M‬מה תהיה התאוצה? (בטאו תשובתכם בעזרת ‪)a‬‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪2.5a 2a 3a/2 a a/2 2a/3 a/3‬‬
‫‪4.5a 3.9a 3.4a 3a‬‬
‫‪ .4‬גוף נע בתנועה מעגלית במהירות ‪ 10‬רדיאנים בשנייה‪ .‬כמה סיבובים ישלים בדקה?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪52.5 46.4 40 32 26‬‬
‫‪81.4 26.8‬‬
‫‪15.5‬‬
‫‪102‬‬
‫‪112.5‬‬
‫‪ .5‬גוף בעל מסה ‪ M‬מחליק במהירות קבועה במורד מדרון בעל זווית ‪ .   220‬בטאו את‬
‫גודלו של מקדם החיכוך בין המסה והמדרון‪.‬‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪  sin 220 ‬‬
‫‪  cos220 ‬‬
‫‪  tan220 ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪tan 220‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪sin 220‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪ .6‬נער שמסתו ‪ 40‬ק"ג עומד על עגלה שמסתה ‪ 20‬ק"ג‪ ,‬ומחזיק באבן שמסתה ‪ 2‬ק"ג‪ .‬העגלה‬
‫נחה על משטח חסר חיכוך‪ .‬הילד זורק את האבן במהירות שגודלה ‪ 3‬מטרים לשנייה‪,‬‬
‫בכיוון השלילי של ציר ה‪ .x-‬מהי מהירות הילד והעגלה לאחר הזריקה?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪7.98cm / s 5.50cm / s 3.45cm / s 2.96cm / s 0.33cm / s‬‬
‫‪9.24cm / s‬‬
‫‪ .2‬נהג נוסע במהירות של ‪ 10‬קמ"ש‪ ,‬לפתע הוא מבחין בתיבה מונחת על הכביש ובולם‪ .‬הנהג‬
‫זיהה את התיבה כאשר היא הייתה במרחק ‪ 82‬מטרים מהרכב‪ .‬זמן התגובה של הנהג ‪0.4‬‬
‫שניות‪ ,‬ונתון שמקדם החיכוך בין הכביש והצמיגים הוא ‪.  k  0.6‬‬
‫איזה מרחק תעבור המכונית מרגע זיהוי התיבה ועד לעצירה מוחלטת‪.‬‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪37.5m 27m‬‬
‫‪57m 45.2m‬‬
‫‪63.1m‬‬
‫‪77.3m‬‬
‫‪84m‬‬
‫‪96m‬‬
‫‪ .8‬שני כדורים שמסותיהם ‪ m1=1kg‬ו‪-‬‬
‫‪ m2=2kg‬מחוברים לקצות חוטים חסרי מסה‬
‫שאורך כל אחד מהם ‪ 2‬מטר‪ .‬מסיטים את‬
‫הכדור הקל בזווית של ‪   60 0‬ומרפים‪.‬‬
‫(הכדורים מתנגשים התנגשות קצרה‪ ,‬אלסטית‬
‫כששני החוטים אנכיים)‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫מהי מהירותו של הכדור שמסתו ‪ m1‬רגע לפני‬
‫ההתנגשות?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪10.16m/s 8.91m/s 7.17m/s 5.85m/s 4.47m/s 3.63m/s 2.55m/s 1.76m/s‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מצאו את מהירותו של הכדור שמסתו ‪ m2=2kg‬מיד לאחר ההתנגשות‪.‬‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪6.29m/s 5.05m/s 4.92m/s 4.31m/s 3.71m/s 2.98m/s 2.05m/s 1.43m/s‬‬
‫מבחן סיום בקורס "הכנה לפיסיקה" ‪ /‬חשמל ומגנטיות‬
‫המחלקה להנדסת אלקטרוניקה‬
‫משך הבחינה‪ 2 :‬שעות‬
‫יש להשיב על כל השאלות (‪ 8‬שאלות)‪ .‬ניקוד השאלות זהה‪ 12.5 :‬נקודות‪.‬‬
‫ניתן להשתמש במחשבון בלבד‪.‬‬
‫‪ .1‬המרחק בין שני מטענים נקודתיים זהים המצויים בריק (ואקום) הוא ‪1.5m‬‬
‫מה גודלם של המטענים אם הכוח הפועל ביניהם הוא ‪?2N‬‬
‫נתון שקבוע קולון בריק הוא ‪K  9 109 N  m2 / C 2‬‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה בעיגול‪:‬‬
‫‪2.6  10 C 2.2  10 C 1.9  10 C 1.4  10 C 0.9  105 C 0.4  105 C 0.2  105 C‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪ .2‬בשלוש מפינותיו של ריבוע שאורך צלעו ‪ 20cm‬נמצאים מטענים שגודלם‬
‫‪ .3 nC‬חשבו את גודלו של הכוח השקול הפועל על מטען ‪Q = -1 nC‬‬
‫שממוקם במרכז הריבוע?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪1.91  10 N 1.79  10 N 1.64  10 N 1.48  10 N 1.35  106 N 1.16  106 N‬‬
‫‪6‬‬
‫‪6‬‬
‫‪6‬‬
‫‪6‬‬
‫‪ .3‬שני מטענים חיוביים שגודלם ‪ q1=3C‬ו‪ q2=20nC -‬נמצאים בריק‬
‫במרחק ‪ r =1.5m‬זה מזה‪ .‬חשבו את העבודה ‪ W‬שיש לבצע כדי לקרב את‬
‫המטענים עד שיהיו במרחק ‪ r =1.0m‬זה מזה‪.‬‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪212  106 J 180  106 J 156  106 J 132  106 J 96  106 J 64  106 J 32  106 J‬‬
‫‪ .4‬שני כדורים בעלי מסות ‪ m1  m2  1g‬תלויים בקצות החוטים (ראו‬
‫שרטוט)‪ .‬אורכי החוטים ‪ . L1  L2  10cm‬מהו המטען ‪q1  q2  q‬‬
‫שיש להעניק לכדורי ם‬
‫כך שהזווית בין החוטים תשווה ל‪? 600 -‬‬
‫‪T‬‬
‫‪0‬‬
‫‪L=r‬‬
‫‪30‬‬
‫‪Fe‬‬
‫‪F1‬‬
‫‪mg‬‬
‫‪r‬‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪126nC 114nC 94nC 87nC 79nC 66nC 59nC 45nC 22nC 38nC 22nC‬‬
‫‪ .3‬שדה חשמלי נוצר על‪-‬ידי לוח וחוט אינסופיים‪ ,‬טעונים באופן אחיד‪ .‬צפיפות המטען‬
‫‪nC‬‬
‫המשטחית על פני הלוח היא ‪ .   400 2‬צפיפות המטען הקווית על החוט היא‬
‫‪m‬‬
‫‪nC‬‬
‫‪ .   100‬במרחק ‪ r  10cm‬מהחוט נמצא מטען נקודתי ‪ , q  10nC‬כמצוייר‪.‬‬
‫‪m‬‬
‫המטען והחוט נמצאים באותו מישור שמקביל ללוח הטעון (ראו שרטוט)‪ .‬מהו גודל הכוח‬
‫‪‬‬
‫‪ , F‬הפועל על המטען?‬
‫‪‬‬
‫‪q‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫•‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪911N 871N 794N 661N 512N 456N 398N 326N 288N‬‬
‫‪ .4‬מהי ההתנגדות החשמלית השקולה במעגל החשמלי המתואר בציור ?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪13.6 12.3 11.3 10.1 9.5 8.7 7.5 6.9 5.6 2.4‬‬
‫‪ .5‬בתחום שרוחבו ‪ 1m‬קיים שדה מגנטי אחיד שעוצמתו ‪ 2T‬וכיוונו לתוך הדף‬
‫(ראו ציור)‪ .‬כריכה מלבנית נעה בניצב לשדה המגנטי במהירות ‪ . v  3m s‬מימדי הכריכה‬
‫הם ‪ BC  10cm ; AB  20cm‬והתנגדותה היא ‪R  5‬‬
‫‪1m‬‬
‫‪B‬‬
‫‪1m‬‬
‫‪‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪20cm‬‬
‫‪R‬‬
‫‪C‬‬
‫‪10cm‬‬
‫‪‬‬
‫‪v‬‬
‫‪D‬‬
‫מהו הזרם שיושרה במעגל (בכריכה המלבנית) מרגע שצדו הימני (שבו ממוקם הנגד ‪ )R‬נכנס‬
‫לאזור שבו קיים השדה המגנטי ‪ B‬ועד שהקצה השמאלי של המעגל נכנס לאזור שבו קיים‬
‫השדה ‪ ?B‬מה יהיה כיוונו לפי חוק לנץ?‬
‫הקיפו את התשובה הנכונה‪:‬‬
‫‪ 0.12 A‬נגד כיוון השעון‬
‫‪ 0.12 A‬עם כיוון השעון‬
‫‪ 0.55 A‬נגד כיוון השעון‬
‫‪ 0.55 A‬עם כיוון השעון‬
‫‪ 0.71A‬נגד כיוון השעון‬
‫‪ 0.71A‬עם כיוון השעון‬
‫‪ ‬‬
‫‪ .8‬השתמשו בסימונים המופיעים במעגל‬
‫וחשבו את גודלם הזרמים‪I1 ,I2 :‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪a‬‬
‫‪12V‬‬
‫‪9V‬‬
‫‪I3‬‬
‫‪I2‬‬
‫‪B‬‬
‫‪4‬‬
‫‪A‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫‪b‬‬
‫ערכו של ‪ I1‬הוא (הקיפו את התשובה הנכונה)‬
‫‪1.46 A 1.34 A 1.21A 0.93 A 0.68 A 0.55 A 0.47 A 0.36 A 0.29 A 0.11A‬‬
‫ערכו של ‪ I2‬הוא (הקיפו את התשובה הנכונה)‬
‫‪1.17 A 1.09 A 0.93 A 0.86 A 0.79 A 0.63 A 0.56 A 0.44 A 0.35 A 0.27 A‬‬
‫‪I1‬‬