בגרות בפיזיקה מבוא לפיזיקה 36182 - קיץ 2026

נכון. עוצמת הזרם החשמלי היא כמות המטען העוברת בחתך המוליך ביחידת זמן, והיחידה שלה היא אמפר ($\text{A}$). מודדים אותה במד־זרם (אמפרמטר).

לא נכון. וולטמטר (מד־מתח) מודד מתח (הפרש פוטנציאלים) בין שתי נקודות, ביחידה וולט ($\text{V}$), ומחברים אותו במקביל לרכיב. המכשיר למדידת זרם הוא אמפרמטר (מד־זרם).

נכון. כדי שמד־הזרם ימדוד את הזרם העובר בנורה, אותו זרם חייב לעבור גם דרכו – ולכן מחברים אותו בטור לנורה (באותו ענף של המעגל).

נכון. זרם חשמלי זורם רק במסלול סגור: מהדק אחד של מקור המתח, דרך הרכיבים, וחזרה למהדק השני. אם המעגל פתוח (למשל מתג פתוח או תיל מנותק) – אין זרם.

תיאור המעגל: כל הרכיבים מחוברים בזה אחר זה בלולאה אחת סגורה, בלי הסתעפויות:

מהדק החיובי של מקור המתח ← מד־הזרם ← נורה 1 ← נורה 2 ← חזרה למהדק השלילי של מקור המתח.

•שתי הנורות נמצאות באותו מסלול, ולכן אותו זרם עובר בשתיהן.

•מד־הזרם מחובר בטור באותה לולאה (מיקומו בלולאה לא משנה – אפשר גם בין שתי הנורות או אחריהן), ולכן הוא מודד את הזרם במעגל כולו.

•מהמהדק החיובי של מקור המתח יוצא תיל אחד (הקו הראשי) ובו מחובר מד־הזרם.

•אחרי מד־הזרם התיל מתפצל בנקודת הסתעפות לשני ענפים: בענף אחד נורה 1 ובענף השני נורה 2.

•שני הענפים מתאחדים שוב בנקודת חיבור אחת, וממנה תיל חוזר למהדק השלילי של מקור המתח.

כך כל נורה מחוברת ישירות בין שני הדקי המקור (מקבילות), וכל הזרם הכללי עובר דרך מד־הזרם לפני שהוא מתפצל לנורות.

טעות נפוצה: לחבר את מד־הזרם בתוך אחד הענפים – כך הוא מודד רק את הזרם בנורה אחת ולא את הזרם הכללי.

קטן. נניח שבשני המעגלים אותו מקור מתח $V$ ונורות זהות שהתנגדות כל אחת $R$.

- בטור: ההתנגדות הכוללת $2R$, ולכן $I_{\text{טור}}=\dfrac{V}{2R}$.

- במקביל: כל נורה מקבלת את מלוא המתח, והזרם בכל ענף הוא $\dfrac{V}{R}$; הזרם הכללי הוא סכום הזרמים בענפים: $I_{\text{מקביל}}=\dfrac{2V}{R}$.

הזרם הכללי במעגל הטורי קטן (פי 4) מהזרם הכללי במעגל המקבילי.

קטן מ־. בטור מתח המקור מתחלק בין שתי הנורות הזהות, ולכן על כל נורה מתח $\dfrac{V}{2}$. במקביל כל נורה מחוברת ישירות להדקי המקור ומקבלת את מלוא המתח $V$.

תִכבה. במעגל טורי יש מסלול אחד בלבד לזרם. הוצאת נורה פותחת את המעגל, הזרם מפסיק לזרום בכל המעגל, והנורה השנייה כבה. (במעגל המקבילי, לעומת זאת, הנורה השנייה הייתה ממשיכה לדלוק, כי הענף שלה נשאר סגור.)

במקביל. בחיבור מקביל כל מכשיר מקבל את מלוא מתח הרשת ($220\,\text{V}$), וכל מכשיר אפשר להפעיל ולכבות בנפרד – כיבוי או תקלה במכשיר אחד אינם מנתקים את האחרים.

- $220\,\text{V}$ – המתח המתאים להפעלת הנורה (מתח הרשת בבית). הנורה מתוכננת לפעול כשהיא מחוברת למתח זה.

- $60\,\text{W}$ – ההספק של הנורה כשהיא מחוברת למתח $220\,\text{V}$: היא הופכת $60$ ג'אול של אנרגיה חשמלית בכל שנייה לאנרגיית חום ואור ($1\,\text{W}=1\,\text{J/s}$).

אם מחברים את הנורה למתח אחר, ההספק שלה יהיה שונה מ־$60\,\text{W}$.

שלב 1 – הזרם בנורה (כשהיא פועלת לפי הכיתוב):

(בדיקה בדרך אחרת: $R=\dfrac{V^2}{P}=\dfrac{220^2}{60}\approx 807\,\Omega$.)

טעות נפוצה: לעגל את הזרם ל־$0.3\,\text{A}$ לפני החישוב – זה נותן $733\,\Omega$, שגיאה של כ־10%.

נכון. הספק הוא העבודה (או האנרגיה המומרת) ביחידת זמן: $P=\dfrac{W}{t}$. מכשיר שהספקו $1000\,\text{W}$ ממיר $1000\,\text{J}$ אנרגיה חשמלית בכל שנייה.

לא נכון. ההספק הוא תכונה של המכשיר (קצב צריכת האנרגיה) ואינו תלוי במשך השימוש. מה שגדל כשמשתמשים יותר זמן הוא כמות האנרגיה שהמכשיר צורך: $E=P\cdot t$.

לא נכון. מונה החשמל מודד אנרגיה ביחידות קילוואט־שעה (קוט"ש), ומשלמים לפי כמות האנרגיה שנצרכה: מחיר $=$ אנרגיה (קוט"ש) $\times$ מחיר לקוט"ש. מכשיר בעל הספק גבוה שפועל זמן קצר יכול לעלות פחות ממכשיר בעל הספק נמוך שפועל זמן רב.

$1\,\text{kW}=1000\,\text{W}$, ולכן מחלקים כל הספק ב־$1000$:

לדוגמה: $1400\,\text{W}=\dfrac{1400}{1000}\,\text{kW}=1.4\,\text{kW}$.

האנרגיה שמכשיר צורך בשעה אחת: $E=P\cdot t=P\,(\text{kW})\cdot 1\,\text{h}$ – כלומר מספר הקוט"ש בשעה שווה להספק בקילווט.

המחיר לשעה $=$ אנרגיה (קוט"ש) $\times\;0.40$ ש"ח.

•מגהץ: $1.4\,\text{kW}\cdot 1\,\text{h}=1.4$ קוט"ש $\;\Rightarrow\; 1.4\cdot 0.40=0.56$ ש"ח

•נורה: $0.1$ קוט"ש $\;\Rightarrow\; 0.1\cdot 0.40=0.04$ ש"ח

•קומקום: $1.2$ קוט"ש $\;\Rightarrow\; 1.2\cdot 0.40=0.48$ ש"ח

•מצנם: $1.6$ קוט"ש $\;\Rightarrow\; 1.6\cdot 0.40=0.64$ ש"ח

האנרגיה שצרך כל מכשיר (כמות העבודה $=$ הספק $\times$ זמן):

האנרגיה הכוללת: $0.4+2.8=3.2$ קוט"ש.

(הנורה: $0.16$ ש"ח, המגהץ: $1.12$ ש"ח.)

- $220\,\text{V}$ – המתח שאליו יש לחבר את הנורה כדי שתפעל כמתוכנן (מתח רשת החשמל בבית).

- $100\,\text{W}$ – ההספק של הנורה כשהיא מחוברת למתח $220\,\text{V}$: בכל שנייה היא ממירה $100$ ג'אול של אנרגיה חשמלית לאור ולחום ($1\,\text{W}=1\,\text{J/s}$).

במשבצות, מימין לשמאל:

1. יניקה – שסתום היניקה פתוח והבוכנה יורדת; תערובת דלק ואוויר נכנסת לצילינדר.

2. דחיסה – שני השסתומים סגורים והבוכנה עולה ודוחסת את התערובת.

3. שרפה – המצת מייצר ניצוץ, התערובת הדחוסה נשרפת, והגזים החמים דוחפים את הבוכנה כלפי מטה (זה השלב היחיד שבו המנוע מפיק עבודה).

4. פליטה – שסתום הפליטה נפתח והבוכנה עולה ודוחפת את הגזים השרופים החוצה.

אחרי הפליטה המחזור מתחיל שוב ביניקה.

מזהים כל שלב לפי מצב השסתומים, המצת וכיוון תנועת הבוכנה. בכל האיורים גלגל הארכובה מסתובב עם כיוון השעון (החץ בצד שמאל של הגלגל פונה למעלה): כשפין הארכובה בצד ימין של הגלגל הבוכנה יורדת, וכשהוא בצד שמאל היא עולה.

- איור עליון שמאלי – יניקה: השסתום השמאלי פתוח, ודרכו נכנסת תערובת הדלק והאוויר (הנקודות בתמונה) לצילינדר; פין הארכובה מימין – הבוכנה יורדת.

- איור עליון ימני – דחיסה: שני השסתומים סגורים, פין הארכובה משמאל – הבוכנה עולה ודוחסת את התערובת.

- איור תחתון שמאלי – שרפה: במצת נראה ניצוץ (התפוצצות) מעל הבוכנה, שני השסתומים סגורים, והבוכנה נדחפת כלפי מטה.

- איור תחתון ימני – פליטה: השסתום הימני (שסתום הפליטה) פתוח, הבוכנה בתחתית הצילינדר ומתחילה לעלות (פין הארכובה משמאל), ודוחפת את הגזים השרופים החוצה.

הפליטה והדחיסה. בכל מחזור הבוכנה עולה פעמיים: בדחיסה (דוחסת את התערובת) ובפליטה (דוחפת את הגזים השרופים החוצה). ביניקה ובשרפה הבוכנה יורדת.

השרפה והדחיסה. בדחיסה השסתומים סגורים כדי שהתערובת לא תברח והלחץ שלה יעלה; בשרפה הם סגורים כדי שהגזים החמים בלחץ גבוה ידחפו את הבוכנה ולא ייצאו מהצילינדר. ביניקה פתוח שסתום היניקה ובפליטה פתוח שסתום הפליטה.

בסוף שלב הדחיסה המצת מייצר ניצוץ, ותערובת הדלק והאוויר הדחוסה נשרפת במהירות. בשרפה האנרגיה הכימית של הדלק הופכת לאנרגיית חום: נוצרים גזים בטמפרטורה גבוהה מאוד, בנפח קטן וסגור (שני השסתומים סגורים) – ולכן הלחץ שלהם גדל מאוד.

לחץ הוא כוח ליחידת שטח, ולכן הגזים מפעילים על פני הבוכנה כוח גדול: $F=P\cdot A$. הכוח הזה דוחף את הבוכנה כלפי מטה, והבוכנה מסובבת דרך מוט הטלטל את גל הארכובה. כך אנרגיית החום של הגזים הופכת לאנרגיה של תנועה.

לא נכון. לחץ הוא כוח ליחידת שטח, $P=\dfrac{F}{A}$, והיחידה שלו היא פסקל: $1\,\text{Pa}=1\,\text{N/m}^2$ (משתמשים גם באטמוספרה ובבר). ג'אול היא יחידה של אנרגיה ועבודה.

לא נכון. רק חלק קטן מהאנרגיה הכימית של הדלק (בערך רבע עד שליש) הופך לאנרגיה של תנועה. רוב האנרגיה הופכת לחום – בגזי הפליטה, במערכת הקירור ובחיכוך בין חלקי המנוע.

לא נכון. אלה שני גדלים שונים: כוח נמדד בניוטון, ולחץ הוא הכוח המתחלק על יחידת שטח ($P=\dfrac{F}{A}$, בפסקל). אותו כוח יכול ליצור לחץ גדול על שטח קטן ולחץ קטן על שטח גדול.

נכון. מנומטר (מד־לחץ) מודד את לחץ הגז או הנוזל, למשל את הלחץ בצמיגי המכונית.

כוח הבלימה קבוע ופועל לאורך כל דרך הבלימה:

(כוח הבלימה פועל נגד כיוון התנועה, ולכן העבודה שלו שלילית, $-2\cdot 10^5\,\text{J}$: זו האנרגיה הקינטית שהמכונית איבדה והפכה לחום בבלמים.)

קטן מה־. ביניקה הבוכנה יורדת ומגדילה את נפח הצילינדר, ולכן הלחץ בתוכו יורד אל מתחת ללחץ האטמוספרי. הפרש הלחצים הזה גורם לתערובת הדלק והאוויר להידחף פנימה דרך שסתום היניקה הפתוח.

מעלה; גָדֵלה. בדחיסה הבוכנה עולה ומקטינה את נפח הגז (השסתומים סגורים). הבוכנה מבצעת עבודה על הגז, האנרגיה הפנימית שלו גדלה – ולכן הלחץ והטמפרטורה שלו עולים.

- מלבן שמאלי עליון (מחובר לידית שבראש המזרק) – בוכנה: החלק שלוחצים עליו כדי לדחוס את האוויר.

- מלבן שמאלי תחתון (מחובר לגוף המזרק שעליו שנתות) – גליל מכויל: הגליל שבו נמצא האוויר, והשנתות מאפשרות לקרוא את נפחו.

- מלבן ימני עליון (מחובר לשעון העגול) – מד־לחץ: מודד את לחץ האוויר בגליל.

- מלבן ימני תחתון (מחובר לגוף הקטן עם הצג המלבני) – תרמומטר ספרתי: מודד את טמפרטורת האוויר הנדחס.

המילה "שסתום" מיותרת.

נכון. תאוצה היא קצב השינוי של המהירות. טיל בתנועה מואצת (התאוצה בכיוון התנועה) מגדיל את מהירותו כל הזמן, כי כוח הדחף גדול מסכום הכוחות המתנגדים (כובד והתנגדות האוויר).

לא נכון. דלק נוזלי ומחמצן נוזלי (למשל חמצן נוזלי בטמפרטורה נמוכה מאוד) מתאדים, ולעתים גם מאכלים את המכלים, ולכן ממלאים אותם סמוך לשיגור. זה אחד החסרונות של טיל בדלק נוזלי – הוא אינו מוכן לשיגור מיידי.

לא נכון. דלק מוצק יציב ואפשר לאחסן אותו בטיל זמן רב, ולכן מוטות הדלק מורכבים בטיל מראש (כבר בייצור). זה היתרון של טיל בדלק מוצק – הוא מוכן לשיגור בכל רגע.

לא נכון. בשרפה הדלק הופך לגזים הנפלטים מהטיל דרך הנחיר, ולכן מסת הטיל – ומשקלו $mg$ – קטֵנה במהלך הטיסה.

מוט $\text{II}$. לשני המוטות אותו קוטר חיצוני. בחתך של מוט $\text{II}$ (מוט מלא) השטח הכהה הוא עיגול שלם, ואילו מוט $\text{I}$ חלול, והשטח הכהה בחתך שלו הוא רק טבעת – העיגול השלם פחות החור שבמרכז. לכן שטח הפנים הבוער של מוט $\text{II}$ גדול יותר.

מוט $\text{II}$. הבעירה מתרחשת על פני השטח הכהה ומתקדמת לאורך המוט. ככל ששטח הבעירה גדול יותר, בכל שנייה נשרפת כמות דלק גדולה יותר, ונוצרת ונפלטת מהנחיר כמות גדולה יותר של גזים חמים.

לפי החוק השלישי של ניוטון, הטיל דוחף את הגזים לאחור והגזים דוחפים את הטיל קדימה. כשבכל שנייה נפלטת מסת גזים גדולה יותר, הכוח שהגזים מפעילים על הטיל – הדחף – גדול יותר. לכן מוט $\text{II}$, ששטח הבעירה שלו גדול יותר, ייצור דחף גדול יותר.

מלמעלה למטה:

- המלבן העליון (מחובר לקצה המחודד והכהה של הטיל) – חרטום.

- המלבן השני (מחובר לדופן החיצונית של הטיל) – גוף.

- המלבן השלישי (שלושה קווים לשלושת הגלילים שבתוך הטיל) – מוטות דלק.

- המלבן הרביעי (מחובר לתילים שבין הסוללה לטיל) – מערכת הצתה חשמלית: הסוללה והתילים מייצרים ניצוץ שמצית את הדלק.

- המלבן התחתון (מחובר לפתח המתרחב שבתחתית הטיל, שממנו יוצאים הגזים) – נחיר.

המילים "תא שרפה" מיותרות.

הגזים החמים הנוצרים בתא השרפה צריכים לצאת מהטיל לכיוון אחד – אחורה – במהירות גבוהה ככל האפשר. הנחיר עושה זאת בשתי דרכים:

1. מכוון את הזרם: הגזים יוצאים בסילון אחד בכיוון ההפוך לכיוון התנועה, ולא מתפזרים לכל הכיוונים.

2. מגדיל את המהירות: הגזים עוברים מתא השרפה הרחב לצוואר צר. בזרימה רצופה דרך מקום צר מהירות הזורם גדלה, ולכן הגזים נפלטים במהירות גבוהה.

לפי החוק השלישי של ניוטון, הטיל מפעיל כוח על הגזים ודוחף אותם לאחור, והגזים מפעילים על הטיל כוח שווה בגודלו והפוך בכיוונו – קדימה. ככל שהגזים נפלטים מהר יותר, הכוח הזה (הדחף) גדול יותר.

אזור א – צוואר הנחיר, המקום הצר ביותר.

כמות החומר העוברת בכל שנייה בכל חתך של הנחיר שווה (זרימה רצופה). במקום שבו שטח החתך קטן, החומר חייב לנוע מהר יותר כדי שתעבור דרכו אותה כמות בכל שנייה. בתרשים רואים זאת גם לפי קווי הזרימה: באזור א הם צפופים ביותר – סימן למהירות זרימה גבוהה. באזור ב הנחיר רחב יותר וקווי הזרימה מתפזרים.

נכון. הנחיר מצטמצם מתא השרפה הרחב אל צוואר צר (אזור א בתרשים). המעבר מאזור רחב לאזור צר מגדיל את מהירות החומר ההודף.

לא נכון. לפי עקרון ברנולי, בזרימה רצופה ומלאה של זורם, במקום הצר מהירות הזורם גדלה והלחץ שלו קטֵן. לכן כשהזורם עובר דרך הנחיר הצר מהירותו גדלה.

לא נכון. אם מרחיבים את הנחיר, הפתח שדרכו יוצא החומר ההודף גדול יותר, ולכן החומר יוצא במהירות קטנה יותר. מהירות פליטה קטנה יותר פירושה כוח דחף קטן יותר על הטיל, ולא הגדלת מהירות הטיל. ההיצרות של הנחיר היא שמגדילה את מהירות הגזים ואת הדחף.

מהר יותר. המים אינם נדחסים, ולכן נפח המים שהבוכנה הרחבה דוחפת בכל שנייה שווה לנפח המים שנכנס בכל שנייה למזרק הצר:

שטח החתך של המזרק הצר קטן, ולכן כדי להכיל את אותו נפח, הבוכנה שלו חייבת לזוז מרחק גדול יותר באותו זמן – כלומר לנוע מהר יותר. זה אותו עיקרון שגורם לזורם להאיץ במקום הצר של הנחיר.

נכון. הזכוכית שקופה לאור הנראה (שבו נמצא רוב האנרגיה של קרינת השמש), ולכן הקרינה עוברת דרכה ופוגעת בפח השחור שמתחתיה.

לא נכון. גוף שחור בולע את רוב הקרינה הפוגעת בו ומחזיר מעט מאוד. לכן צובעים את הפח בשחור – כדי שיבלע כמה שיותר מאנרגיית הקרינה ויתחמם.

נכון. הפח בולע את קרינת השמש ומתחמם. גוף חם פולט קרינה, ובטמפרטורה של הפח (עשרות מעלות) זו קרינה אינפרה־אדומה. הזכוכית אינה שקופה לקרינה אינפרה־אדומה זו, ולכן היא נלכדת בקולט (אפקט החממה).

- המלבן העליון (מחובר לקו בחלק הימני של הקולט, מתחת לזכוכית) – צינורות: בהם זורמים המים ומתחממים.

- המלבן השמאלי השני מלמעלה (מחובר לשכבה המנוקדת שבשולי הקולט) – חומרי בידוד: מונעים מעבר חום מהקולט החם החוצה.

- המלבן השמאלי השלישי (מחובר לשטח השחור) – פח שחור: בולע את קרינת השמש ומעביר את החום לצינורות.

- המלבן השמאלי התחתון (מחובר לדופן החיצונית) – ארגז: המעטפת שמחזיקה את כל חלקי הקולט.

- המלבן הימני התחתון (שני קווים לטבעות שבמקום שבו קצות הצינורות יוצאים מהארגז) – אטמים: אוטמים את פתחי הארגז סביב הצינורות.

המילה "ברזים" מיותרת – בקולט עצמו אין ברזים.

הנראית לעין. כמו זכוכית הקולט, יריעת הפלסטיק מעבירה את האור הנראה של השמש. האור נבלע בצמחים ובאדמה שבחממה והם מתחממים ופולטים קרינה אינפרה־אדומה, שהיריעה אינה מעבירה החוצה – וכך החום נשאר בחממה (אפקט החממה).

בתא הנוסעים. לתא הנוסעים יש חלונות זכוכית, והוא פועל כמו קולט או חממה: האור הנראה של השמש עובר דרך הזכוכית ונבלע במושבים ובלוח המחוונים, הם מתחממים ופולטים קרינה אינפרה־אדומה, והזכוכית אינה מעבירה אותה החוצה. כך האנרגיה נלכדת בתא והטמפרטורה עולה מאוד.

לתא המטען אין חלונות, וקרינת השמש אינה נכנסת אליו. הוא מתחמם רק בעקיפין, מהחום שעובר דרך דפנות המתכת – ולכן הטמפרטורה בו נמוכה יותר.

נכון. דוד האגירה עטוף בחומר בידוד (מוליך חום גרוע), כדי שהמים שהתחממו ביום יישארו חמים גם בלילה ולא יאבדו את החום לסביבה.

נכון. צינור אחד מוביל מים קרים מתחתית הדוד אל תחתית הקולטים (צינור א בתרשים), וצינור שני מחזיר את המים החמים מראש הקולטים אל הדוד (צינור ב).

לא נכון. מעבר חום על ידי זרימת נוזל (או גז) נקרא הסעה. הולכת חום היא מעבר חום בתוך חומר או בין גופים הנוגעים זה בזה, בלי שהחומר עצמו זורם (למשל לאורך מוט מתכת).

לא נכון. הקולטים ממירים את אנרגיית הקרינה של השמש לאנרגיית חום של המים. המרה לאנרגיה חשמלית נעשית בתאים פוטו־וולטאיים (תאים סולריים), לא בקולט של דוד השמש.

ג. צינור ג עולה מהצנרת שבבית ונכנס לתחתית הדוד; פתחו בתוך הדוד נמוך (עם מחזיר בקצה). מכניסים את המים הקרים בתחתית, כי מים קרים צפופים יותר ונשארים למטה ואינם מתערבבים עם המים החמים שבראש הדוד.

א. צינור א יוצא מתחתית הדוד – שם נמצאים המים הקרים – ויורד אל הצד התחתון של הקולטים.

ב. המים שהתחממו בקולטים מתפשטים, צפיפותם קטֵנה, והם עולים (הסעה) אל ראש הקולטים ומשם, דרך צינור ב, אל החלק העליון של הדוד.

ד. צינור ד מחובר לצינור שעולה בתוך הדוד עד לחלקו העליון – שם נמצאים המים החמים ביותר – ומוביל אותם אל הבית.

התרמוסטט הוא מערכת בקרה שתפקידה להפסיק את חימום המים כאשר הטמפרטורה שלהם עוברת את הטמפרטורה הרצויה.

התרמוסטט מורכב מפס דו־מתכת. כאשר מחממים את הפס הוא מתכופף בגלל התפשטות שונה של המתכות שמהן הוא מורכב, וכך נגרם ניתוק של גוף החימום ממקור המתח.

הסבר: פס דו־מתכת עשוי משתי רצועות של מתכות שונות המחוברות זו לזו לכל אורכן. בחימום כל מתכת מתארכת בשיעור אחר; המתכת שמתפשטת יותר נעשית ארוכה יותר, והפס נאלץ להתכופף לעבר המתכת שמתפשטת פחות. כשהמים מגיעים לטמפרטורה הרצויה, הפס מתכופף מספיק כדי להתרחק ממגע חשמלי ולפתוח את המעגל – והחימום נפסק. כשהמים מתקררים, הפס חוזר למקומו וסוגר את המעגל מחדש.

מים שמתחממים מתפשטים, וצפיפותם קטֵנה. גוף החימום שבתחתית הדוד מחמם את המים הסמוכים אליו; המים החמים, הקלים יותר, עולים כלפי מעלה, ומים קרים וצפופים יותר יורדים במקומם אל גוף החימום ומתחממים גם הם. נוצרים זרמי הסעה שמחממים בהדרגה את כל המים בדוד.

אילו גוף החימום היה בראש הדוד, המים החמים היו נשארים למעלה, סביבו, והמים הקרים שבתחתית כמעט לא היו מתחממים (מים מוליכים חום גרוע) – רק החלק העליון של הדוד היה מתחמם.

נכון. שדה חשמלי מוגדר כאזור שבו פועל כוח חשמלי על כל מטען חשמלי הנמצא בו.

נכון. ברזל הוא חומר פרומגנטי: בשדה מגנטי הוא מתמגנט ונמשך אל מקור השדה (למשל ברזל נמשך למגנט).

לא נכון. מחט המצפן היא מגנט קטן, והיא מגיבה לשדה מגנטי (של כדור הארץ, של מגנט או של זרם חשמלי) ומסתדרת לאורכו.

נכון. סביב כל תיל שזורם בו זרם חשמלי נוצר שדה מגנטי (ניסוי אורסטד: מחט מצפן ליד תיל מוליך זרם סוטה). על כך מבוססים האלקטרומגנטים.

בכיוון. בגל אורכי חלקיקי התווך נעים הלוך ושוב לאורך כיוון התקדמות הגל, ונוצרים אזורי דחיסה ומיהול – למשל גל קול באוויר.

בניצב לכיוון. בגל רוחבי ההפרעה ניצבת לכיוון ההתקדמות – למשל גל בחבל שמנענעים את קצהו למעלה ולמטה.

רוחבי. בגל אלקטרומגנטי השדה החשמלי והשדה המגנטי מתנודדים בניצב לכיוון התקדמות הגל (וגם בניצב זה לזה).

קטנה. בתרשים הגל צפוף יותר ככל שמתקדמים שמאלה, לכיוון קרינת גמא – כלומר אורך הגל קטן והתדירות גדלה. המיקרוגל נמצא בצד ימין של הספקטרום (קרוב לרדיו), וקרינת $\text{X}$ (רנטגן) בצד שמאל, ולכן תדירות המיקרוגל קטנה מזו של קרינת $\text{X}$.

גדול. האור הנראה נמצא בתרשים מימין לאולטרה סגול, ולכן התדירות שלו קטנה יותר. זמן המחזור הפוך לתדירות, $T=\dfrac{1}{f}$, ולכן זמן המחזור של האור הנראה גדול מזה של הקרינה האולטרה סגולה.

גלי המיקרוגל חודרים לתוך הביצה ומחממים את המים שבה במהירות, מבפנים. חלק מהמים הופכים לאדים, שתופסים נפח גדול בהרבה. הקליפה סוגרת את הביצה ואינה מאפשרת לאדים לצאת, ולכן הלחץ בתוך הביצה עולה מאוד – עד שהקליפה נסדקת והביצה מתפוצצת (לפעמים רק כשמוציאים אותה או חותכים אותה).

נכון. חום הוא אנרגיה העוברת מגוף חם לגוף קר, ונמדד ביחידות אנרגיה (ג'אול, קלוריות).

נכון. גלי המיקרוגל גורמים למולקולות המים לנוע ולהסתובב מהר יותר. הגדלת המהירות הממוצעת של המולקולות פירושה עליית הטמפרטורה של המזון – כך הוא מתחמם.

לא נכון. במיקרוגל הגלים מחממים ישירות את המים שבמזון; דפנות התא עשויות מתכת המחזירה את הגלים ואינן מתחממות בעצמן. התא מתחמם רק מעט, מהמזון החם – לא להפך.

לא נכון. תדירות הגלים במכשיר מיקרוגל ביתי היא כ־$2.45$ ג'יגה־הרץ ($2.45\cdot 10^9\,\text{Hz}$) – פי כמה מאות מ־$4$ מגה־הרץ. גל של $4\,\text{MHz}$ שייך לתחום גלי הרדיו.

- המלבן השמאלי העליון (מחובר לגוף דמוי מדחף בתקרת התא) – מאוורר: מפזר את הגלים בתוך התא כדי שהמזון יתחמם באופן אחיד.

- המלבן הימני העליון (מחובר לרכיב שמאחורי לוח הבקרה, בצד העליון) – מגנטרון: הרכיב שמייצר את גלי המיקרו.

- המלבן הימני האמצעי (מחובר לצג הספרתי שבחזית) – לוח תצוגה.

- המלבן התחתון הימני (מחובר לחלל הפנימי של המכשיר) – תא חימום: התא שבו מניחים את המזון.

- המלבן התחתון השמאלי (מחובר לצלחת שעליה המזון) – מגש זכוכית: המגש המסתובב.

מתחמם. בתנור רגיל גופי החימום מחממים את האוויר ואת דפנות התא, והחום עובר מהם אל המזון מבחוץ פנימה.

קרינה. האנרגיה מגיעה אל המזון באמצעות גלים אלקטרומגנטיים (גלי מיקרו), שנבלעים במים שבמזון.

מגע ישיר. הפלטה החמה נוגעת בסיר או במזון, והחום עובר במגע ישיר (הולכה) מהגוף החם לגוף הקר.

גלים אלקטרומגנטיים. גלי המיקרו הם חלק מהספקטרום האלקטרומגנטי (בין גלי הרדיו לאינפרה־אדום), ואינם זקוקים לתווך חומרי כדי להתקדם.

דפנות התא עשויות מתכת, ומתכת מחזירה גלי מיקרו. הדלת צריכה להיות שקופה כדי שנוכל לראות את המזון, ולכן משלבים בה רשת מתכת. החורים ברשת קטנים בהרבה מאורך הגל של גלי המיקרו (כ־$12\,\text{cm}$), ולכן הרשת מתנהגת כלפיהם כמו דופן מתכת רצופה: היא מחזירה אותם לתוך התא ומגינה על הסובבים מפני הקרינה. אורך הגל של האור הנראה קטן מאוד בהשוואה לחורים, ולכן האור עובר דרכם ואפשר לראות את התא מבפנים.

שווה ל־. גלי מיקרו ואור הם גלים אלקטרומגנטיים, וכל הגלים האלקטרומגנטיים מתקדמים בריק באותה מהירות – מהירות האור, $c=3\cdot 10^8\,\text{m/s}$. הם נבדלים זה מזה רק בתדירות ובאורך הגל.

•כוח הסחיבה של המנוע מניע את המכונית קדימה, בכיוון תנועתה – ימינה. החץ שפונה ימינה הוא $B$.

•כוח ההתנגדות של האוויר פועל תמיד נגד כיוון התנועה – שמאלה. החץ שפונה שמאלה הוא $A$.

שווה ל־. המכונית נעה במהירות קבועה בקו ישר, כלומר התאוצה שלה אפס. לפי החוק הראשון של ניוטון, במצב כזה הכוח השקול הפועל על המכונית הוא אפס. בכיוון האופקי פועלים כוח הסחיבה $B$ ימינה וכוח ההתנגדות $A$ שמאלה, ולכן הם שווים בגודלם: $B=A$.

טעות נפוצה: לחשוב שכדי שהמכונית תנוע ימינה כוח הסחיבה צריך להיות גדול מההתנגדות. כוח סחיבה גדול יותר נדרש רק כדי להאיץ; לתנועה במהירות קבועה מספיק כוח שמאזן את ההתנגדות.

זו אחר זו (מצב א). כשהקוביות מונחות זו אחר זו, שתיהן נוגעות במשטח בבסיס שלהן. כשהן מונחות זו על גבי זו, רק בסיס הקובייה התחתונה נוגע במשטח.

פי 2. הקוביות זהות, ולכן לכל אחת אותו שטח בסיס $A$. במצב א שטח המגע הוא $2A$ (שני בסיסים), ובמצב ב הוא $A$ (בסיס אחד): $\dfrac{2A}{A}=2$.

לא. על אותו משטח, כשמשנים רק את שטח המגע (פי 2), הכוח הנדרש להזזת הקוביות אינו משתנה: על נייר ליטוש $10.0\,\text{N}$ בשני המצבים (ניסויים 1א ו־1ב), ועל פורמייקה $5.0\,\text{N}$ בשני המצבים (ניסויים 2א ו־2ב).

בשני המצבים אותן שתי קוביות לוחצות על המשטח באותו כוח (משקלן הכולל), ולכן כוח החיכוך זהה – הוא תלוי בכוח שבו הגוף לוחץ על המשטח ובסוג המשטחים, ולא בשטח המגע.

כן. באותו מצב של הקוביות (אותו שטח מגע ואותו משקל), הכוח הנדרש על נייר ליטוש הוא $10.0\,\text{N}$, ועל פורמייקה רק $5.0\,\text{N}$ – פי 2 פחות. השינוי היחיד בין הניסויים הוא סוג המשטח, ולכן סוג החומר משפיע על כוח החיכוך: נייר הליטוש מחוספס יותר ולכן החיכוך עליו גדול יותר.

לא נכון. מקום מרכז הכובד תלוי בפיזור המסה של המכונית: במיקום המנוע, הנוסעים והמטען. הוא נמצא בדרך כלל נמוך, בין הסרנים, ומשתנה כשמעמיסים את המכונית – אין קשר מיוחד בינו לבין ההגה.

לא נכון. ככל שמרכז הכובד גבוה יותר, כלי הרכב פחות יציב: די בהטיה קטנה יותר כדי שהאנך ממרכז הכובד ייצא מחוץ לבסיס התמיכה (מחוץ לגלגלים), והרכב יתהפך. מרכז הכובד הגבוה של המשאית הופך אותה ליציבה פחות מהמכונית.

נכון. המרחק בין הזחלים קובע את רוחב בסיס התמיכה. בסיס רחב יותר מאפשר להטות את הטנק בזווית גדולה יותר לפני שהאנך ממרכז הכובד יוצא מחוץ לבסיס – זווית ההתהפכות גדלה, והטנק יציב יותר.

נכון. המטען מועמס בארגז, מעל השלדה והגלגלים, ולכן הוא מגביה את מרכז הכובד של המשאית. מרכז כובד גבוה יותר מקטין את זווית ההתהפכות – המשאית העמוסה יציבה פחות.

היציבות של כלי רכב נקבעת על ידי זווית ההתהפכות שלו. כלי רכב לא יתהפך כאשר מרכז הכובד שלו מעל שטח המשען.

הסבר: כוח הכובד פועל במרכז הכובד, כלפי מטה. כל עוד הקו האנכי היורד ממרכז הכובד עובר בתוך שטח המשען (בין הגלגלים), כוח הכובד מחזיר את הרכב למצבו. כשהרכב מוטה כל כך שהאנך יוצא מחוץ לשטח המשען, כוח הכובד מסובב אותו הלאה והוא מתהפך. זווית ההטיה שבה זה קורה היא זווית ההתהפכות – ככל שהיא גדולה יותר, הרכב יציב יותר.

כלי רכב מתהפך כשהקו האנכי היורד ממרכז הכובד שלו יוצא מחוץ לשטח המשען, כלומר עובר מעבר לגלגל התחתון (שבצד המורד). ככל שהאנך הזה קרוב יותר לגלגל התחתון, הסיכוי להתהפך גדול יותר. המרחק הזה תלוי בשלושה דברים: גובה מרכז הכובד, המרחק בין הגלגלים וזווית השיפוע.

- המשאית (ג): מוטה בזווית הגדולה ביותר – $25^\circ$, ומרכז הכובד שלה גבוה יחסית למרחק הקטן בין גלגליה. אם מעבירים בתרשים קו אנכי ממרכז הכובד שלה, הוא פוגע בכביש קרוב מאוד לגלגל התחתון – היא הקרובה ביותר להתהפכות.

- הטרקטור (א): מרכז הכובד שלו גבוה, אבל המרחק בין גלגליו גדול והשיפוע $20^\circ$ בלבד; האנך ממרכז הכובד שלו עובר רחוק יותר מהגלגל התחתון.

- המכונית (ב): מרכז כובד נמוך מאוד ושיפוע קטן – $15^\circ$ – היא היציבה ביותר.

משווים את זווית השיפוע של כל כלי רכב בתרשים 2 לזווית שלו בתרשים 1. ככל שהשיפוע גדול יותר, הרכב מוטה יותר, והאנך ממרכז הכובד מתקרב לקצה שטח המשען – הסיכוי להתהפך גדל.