מתכונת 3 בפיזיקה - מבוא לפיזיקה 36182

נכון. ההתנגדות החשמלית נמדדת באוהם ($\Omega$). נגד שהתנגדותו $1\,\Omega$ מעביר זרם של $1\,\text{A}$ כשמחברים אליו מתח של $1\,\text{V}$.

לא נכון. מד־זרם מחברים בטור לרכיב, כך שאותו זרם עובר גם בגוף החימום וגם במד־הזרם. במקביל מחברים מד־מתח.

נכון. מד־המתח מודד הפרש פוטנציאלים בין שתי נקודות, ולכן מחברים את שני הדקיו לשני קצות גוף החימום – במקביל אליו.

לא נכון. מתג פתוח מנתק את המסלול של הזרם. במעגל פתוח לא זורם זרם כלל – גם לא זרם קטן.

•מקור המתח ושני גופי החימום מחוברים בזה אחר זה בלולאה אחת סגורה: מהדק אחד של המקור ← גוף חימום 1 ← גוף חימום 2 ← חזרה למהדק השני.

•מד־המתח אינו חלק מהלולאה: שני הדקיו מחוברים לשתי הנקודות שמשני צדי גוף חימום 1, כלומר במקביל לגוף החימום הזה.

טעות נפוצה: להכניס את מד־המתח לתוך הלולאה (בטור). מד־מתח בטור "חוסם" את הזרם, כי ההתנגדות שלו גדולה מאוד, וגופי החימום כמעט לא יקבלו זרם.

•מכל מהדק של מקור המתח יוצא תיל לנקודת הסתעפות.

•בין שתי נקודות ההסתעפות מחוברים שני ענפים: בענף אחד גוף חימום 1 ובענף השני גוף חימום 2.

•מד־המתח מחובר בשני הדקיו לשני קצות גוף חימום 1 (במקביל אליו). מכיוון שכל הענפים מחוברים בין אותן שתי נקודות, הוא מודד גם את המתח על גוף חימום 2 ואת מתח המקור.

קטן. נסמן את מתח המקור $V$.

- בטור: המתח מתחלק בין שני גופי חימום זהים, ולכן על כל אחד $\dfrac{V}{2}$.

- במקביל: כל גוף חימום מחובר ישירות להדקי המקור, ולכן על כל אחד המתח המלא $V$.

לכן מד־המתח במעגל הטורי מראה ערך קטן פי 2.

קטנה מ־. לפי מתח $=$ זרם $\times$ התנגדות, הזרם בגוף חימום שהתנגדותו $R$ הוא $I=\dfrac{V_{\text{עליו}}}{R}$.

•בטור: $I=\dfrac{V/2}{R}=\dfrac{V}{2R}$.

•במקביל: $I=\dfrac{V}{R}$.

הזרם בכל גוף חימום בטור קטן פי 2.

במקביל. ההספק של כל גוף חימום הוא מתח $\times$ זרם.

•במקביל: על כל גוף חימום המתח המלא של המקור, ועובר בו זרם גדול (ת"ס 1 ו־2).

•בטור: על כל גוף חימום רק חצי מהמתח, ועובר בו זרם קטן יותר.

במקביל גם המתח וגם הזרם בכל גוף חימום גדולים יותר, ולכן ההספק של כל אחד – וההספק הכולל – גדול יותר: התנור ממיר בכל שנייה יותר אנרגיה חשמלית לחום.

טעות נפוצה: לחשוב שבטור "כל הזרם עובר בשני גופי החימום" ולכן החימום חזק יותר – בטור ההתנגדות הכוללת גדולה והזרם קטן.

ימשיך לחמם. במעגל מקבילי לכל גוף חימום יש ענף משלו בין הדקי המקור. קריעת הענף של גוף חימום אחד אינה פותחת את הענף השני: הוא נשאר מחובר למתח המלא וממשיך לחמם (במעגל טורי, לעומת זאת, שניהם היו מפסיקים).

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

- $1650\,\text{W}$ – ההספק של המיחם כשהוא מחובר למתח $220\,\text{V}$: בכל שנייה הוא ממיר $1650$ ג'אול של אנרגיה חשמלית לחום ($1\,\text{W}=1\,\text{J/s}$).

אם מחברים את המיחם למתח אחר, ההספק שלו יהיה שונה מ־$1650\,\text{W}$.

שלב 1 – הזרם (כשהמיחם פועל לפי הכיתוב):

ההתנגדות קטנה בהרבה מזו של נורה רגילה – לכן עובר במיחם זרם גדול וההספק שלו גבוה.

לא נכון. ההספק הרשום מתקבל רק במתח הרשום. במתח גבוה יותר עובר במכשיר זרם גדול יותר, ולכן ההספק $P=V\cdot I$ גדל – והמכשיר עלול להתחמם יתר על המידה ולהישרף.

נכון. הספק הוא עבודה (אנרגייה) ליחידת זמן, ולכן $1\,\text{W}=1\,\frac{\text{J}}{\text{s}}$.

לא נכון. לפי $I=\frac{P}{V}$, כשהמתח שווה – ככל שההספק גדול יותר, עוצמת הזרם גדולה יותר.

נכון. נצילות היא היחס בין האנרגייה המנוצלת לעבודה הרצויה לבין כל האנרגייה המושקעת:

נצילות גבוהה פירושה שרק חלק קטן מהאנרגייה "מתבזבז" (למשל לחום).

מטען C. כל שלושת המטענים טענו סוללה זהה מריקה למלאה, וכל האנרגייה עברה לסוללה – לכן כל מטען העביר אותה כמות אנרגייה. לפי

כשהאנרגייה שווה, ההספק גדול יותר ככל שהזמן קצר יותר. מטען C טען את הסוללה בזמן הקצר ביותר (שעתיים), ולכן ההספק שלו הגדול ביותר. (ההספקים ביחס הפוך לזמנים: $P_C=2P_A=3P_B$.)

מטען C. שלושת המטענים מחוברים לאותו מתח, $220\,\text{V}$. לפי

כשהמתח שווה, הזרם גדול יותר ככל שההספק גדול יותר. למטען C ההספק הגדול ביותר (סעיף ב), ולכן גם עוצמת הזרם בו הגדולה ביותר.

הצבה:

•תנור אפייה: $I=\dfrac{4400\,\text{W}}{220\,\text{V}}=20\,\text{A}$

•מכונת כביסה: $I=\dfrac{2200\,\text{W}}{220\,\text{V}}=10\,\text{A}$

•שואב אבק: $I=\dfrac{1320\,\text{W}}{220\,\text{V}}=6\,\text{A}$

נתיך של $16\,\text{A}$ "נשרף" ומנתק את המעגל כאשר עובר דרכו זרם גדול מ־$16\,\text{A}$. לפי סעיף ד:

•תנור אפייה: $20\,\text{A}>16\,\text{A}$ – הנתיך יישרף, אי־אפשר להפעילו.

•מכונת כביסה: $10\,\text{A}<16\,\text{A}$ – אפשר.

•שואב אבק: $6\,\text{A}<16\,\text{A}$ – אפשר.

דרך נוספת: ההספק המרבי שהנתיך מאפשר הוא $P_{max}=V\cdot I_{max}=220\cdot 16=3520\,\text{W}$. רק לתנור ($4400\,\text{W}$) הספק גדול מזה.

לא נכון. ניוטון למטר רבוע היא יחידה של לחץ – כוח ליחידת שטח – והיא נקראת פסקל: $1\,\text{Pa}=1\,\frac{\text{N}}{\text{m}^2}$. יחידת הכוח היא ניוטון ($\text{N}$).

נכון. ברומטר מודד את הלחץ האטמוספרי (למשל לפי גובה עמוד הכספית שלחץ האוויר מחזיק). את הלחץ בצמיגים מודדים במנומטר, ואת הכוח – במד־כוח.

לא נכון. לחץ = כוח / שטח, $P=\frac{F}{A}$. כשהכוח קבוע והשטח גדל, הלחץ קטן (לכן נעלי שלג רחבות מונעות שקיעה בשלג – סעיף ג).

נכון. אטמוספרה אחת היא הלחץ האטמוספרי הממוצע בגובה פני הים, והוא מחזיק עמוד כספית בגובה כ־760 מילימטר. לכן מקובל למדוד לחץ גם ב־atm וגם במילימטר כספית, לצד הפסקל.

טעות נפוצה: לחשוב שמילימטר הוא רק יחידת אורך – כאן גובה עמוד הכספית מייצג לחץ.

כן. המלגזה מפעילה על המשטח כוח כלפי מעלה, והמשטח נע כלפי מעלה – בכיוון הכוח. עבודה = כוח × דרך, ושני הגורמים שונים מאפס.

לא. האדם מפעיל כוח (ואף מתעייף), אבל הקיר אינו זז – הדרך היא אפס, ולכן העבודה המכנית שהאדם מבצע על הקיר היא אפס.

כן. הרוכב מניע את עצמו ואת האופניים במעלה הגבעה – מופעל כוח בכיוון התנועה, והאופניים עוברים דרך. מתבצעת עבודה (בין השאר נגד כוח הכובד).

לא. המלצר מפעיל על המגש כוח כלפי מעלה, אבל המגש אינו זז – אין דרך, ולכן אין עבודה מכנית.

הכוח שהמטייל מפעיל על השלג שווה למשקלו: $F=720\,\text{N}$.

השטח: $A=1800\,\text{cm}^2=\frac{1800}{10000}\,\text{m}^2=0.18\,\text{m}^2$.

לפי הנוסחה: לחץ = כוח / שטח

(ביחידות סמ"ר: $P=\frac{720}{1800}=0.4\,\frac{\text{N}}{\text{cm}^2}$ – אותו לחץ.)

טעות נפוצה: להמיר $\text{cm}^2$ ל־$\text{m}^2$ בחלוקה ב־100 במקום ב־10000 ($1\,\text{m}^2=100\cdot 100\,\text{cm}^2$).

בכל האיורים: עבודה = כוח × דרך, $W=F\cdot d$.

האיור הימני (נתון: $W=360\,\text{J}$, $d=0.6\,\text{m}$; חסר הכוח):

האיור האמצעי (נתון: $F=250\,\text{N}$, $W=150\,\text{J}$; חסר המרחק):

האיור השמאלי (נתון: $F=400\,\text{N}$, $d=0.15\,\text{m}$; חסרה העבודה):

לא נכון. אותה כמות אוויר צריכה לעבור בכל שנייה גם דרך הקטע הצר, ולכן בקטע הצר מהירות הזרימה גדלה (ולפי חוק ברנולי הלחץ שם קטן).

נכון. המצוף צף על פני הדלק. כשמפלס הדלק עולה, המצוף עולה וסוגר את פתח הכניסה של הדלק; כשהמפלס יורד, המצוף יורד ופותח אותו. כך גובה הדלק בתא נשאר קבוע.

נכון. בתא הדלק הלחץ הוא לחץ האוויר הרגיל. בהיצרות של צינור ונטורי מהירות האוויר גדולה, ולפי חוק ברנולי הלחץ שם קטן יותר. הפרש הלחצים דוחף את הדלק מתא הדלק, דרך הצינורית, אל זרם האוויר.

נכון. התאדות מתרחשת בפני השטח של הנוזל. כשמפזרים את הדלק לטיפות זעירות, שטח הפנים הכולל שלו גדל מאוד, ולכן בכל שנייה יותר מולקולות יכולות להשתחרר – הדלק מתאדה מהר יותר ומתערבב היטב באוויר. זו אחת המטרות של הקרבורטור.

תא הדלק הוא המכל שאליו נכנס הדלק מלמעלה, ובו הדלק (האזור האפור) והמצוף הצף עליו. האות המסמנת את המכל עצמו היא $c$.

($b$ מסמנת את המצוף, $d$ את ההיצרות של צינור ונטורי, $e$ את פתח צינורית הדלק בהיצרות, ו־$a$ את המצערת.)

לחיצה על דוושת הדלק פותחת את המצערת – הלוחית מסתובבת ומשאירה פתח גדול יותר לאוויר.

כשהמצערת פתוחה יותר, המעבר לאוויר רחב יותר, ולכן בכל שנייה יותר אוויר נשאב דרך הצינור אל הצילינדר.

יותר אוויר בכל שנייה חייב לעבור דרך אותה היצרות, ולכן מהירות האוויר בה גדלה.

לפי חוק ברנולי, ככל שמהירות הזרימה גדולה יותר הלחץ קטן יותר. לכן הלחץ בהיצרות יורד עוד יותר מתחת ללחץ שבתא הדלק.

הפרש הלחצים בין תא הדלק להיצרות גדל, ולכן יותר דלק נדחף בכל שנייה דרך הצינורית $e$ אל זרם האוויר ונסחף אל הצילינדר. יותר דלק ויותר אוויר בכל מחזור – המנוע מפיק עבודה רבה יותר והמכונית מאיצה.

הקטע המושלם:

"בטיל רב־שלבי לכל שלב יש דלק ומנוע משלו. כאשר הדלק בשלב הראשון נגמר, השלב מתנתק מהטיל ונופל. כך מסת הטיל קטֵנה, ולכן כוח הדחף של השלב הבא מקנה לטיל תאוצה גדולה יותר."

הסבר: שלב שהדלק שלו נגמר הוא משקל מת – מכלים ומנוע שאין בהם עוד תועלת. כשהוא מתנתק, הטיל הנותר קל יותר, ולפי $a=\frac{F}{m}$ אותו כוח מקנה למסה קטנה יותר תאוצה גדולה יותר. המילים "נוזלי" ו"נדלק" אינן מתאימות לקטע.

הקטע המושלם:

"כאשר משחררים את פיו של בלון מנופח, האוויר נפלט מהבלון כלפי אחורה והבלון נע כלפי קדימה. הבלון מפעיל על האוויר כוח, והאוויר מפעיל על הבלון כוח שווה בגודלו ומנוגד בכיוונו, לפי החוק השלישי של ניוטון. אותו עיקרון מניע טיל גם בחלל, שבו אין אוויר."

הסבר: הבלון (כמו הטיל) דוחף את הגז החוצה (פעולה), והגז דוחף את הבלון בכיוון ההפוך (תגובה). הדחף נוצר מהחומר הנפלט, ולא מדחיפה של אוויר חיצוני – לכן טיל פועל גם בריק. המילים "ראשון" ו"יש" אינן מתאימות.

טעות נפוצה: לחשוב שהבלון או הטיל "נדחפים מהאוויר שמאחוריהם".

נימוק: שואלים כמה מהר כל טיל מגדיל את מהירותו ברגע המתואר. שני גורמים קובעים זאת:

- הדחף: לפי עקרון הפעולה והתגובה, הטיל דוחף את הגזים כלפי מטה והגזים דוחפים את הטיל כלפי מעלה. כל המנועים פולטים אותה כמות גז בכל שנייה, ולכן ככל שמהירות הפליטה גדולה יותר – הדחף על הטיל גדול יותר.

- מסת הטיל: ככל שהטיל כבד יותר, אותו דחף מגדיל את מהירותו פחות ($a=\frac{F}{m}$).

לטיל ב' מהירות הפליטה הגדולה ביותר, $4500\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$ – הדחף עליו הגדול ביותר. בנוסף, יש בו פחות דלק מבטיל ג' (אותה כמות כמו בטיל א'), ולכן מסתו היא מהקטנות. דחף גדול ביותר על מסה קטנה – טיל ב' מגדיל את מהירותו במידה הגדולה ביותר.

נימוק: לטילים א' ו־ג' אותה מהירות פליטה, $3000\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$, ולכן אותו דחף – והוא קטן מהדחף על טיל ב'. כל הטילים שרפו עד רגע זה אותה כמות דלק, אבל בטיל ג' היה מלכתחילה יותר דלק – ולכן גם עכשיו נשאר בו יותר דלק והוא כבד מטיל א' (ומטיל ב'). הדחף הקטן פועל על המסה הגדולה ביותר, ולכן לפי $a=\frac{F}{m}$ טיל ג' מגדיל את מהירותו במידה הקטנה ביותר.

טעות נפוצה: לחשוב ש"יותר דלק – יותר מהירות" ולבחור בטיל ג' כמהיר ביותר. הדלק הנוסף מאפשר לטיל לפעול זמן רב יותר, אבל ברגע הנתון הוא רק מוסיף מסה: אותו כוח על גוף כבד יותר נותן תאוצה קטנה יותר.

נכון. כוח המשיכה קטן ביחס הפוך לריבוע המרחק ממרכז כדור הארץ: מרחק כפול – כוח קטן פי $2^2=4$.

לא נכון. מסה נמדדת בקילוגרם. בניוטון נמדד כוח – למשל המשקל, $W=mg$.

לא נכון. המסה (כמות החומר) אינה תלויה במקום. מה שקטן על הירח בערך פי $6$ הוא המשקל – כוח המשיכה של הירח.

נכון. תאוצת הנפילה החופשית $g\approx 10\,\frac{\text{m}}{\text{s}^2}$ זהה לכל הגופים, בלי תלות במסה. על גוף כבד פועל כוח משיכה גדול יותר, אבל גם המסה שלו גדולה יותר באותו יחס.

שתי האבנים מתחילות באותו גובה, ולשתיהן אין מהירות אנכית ברגע ההתחלה – האחת הושמטה ממנוחה, והשנייה נזרקה אופקית. בכיוון האנכי פועל על שתיהן רק כוח המשיכה, ושתיהן נופלות באותה תאוצה $g$.

המהירות האופקית של האבן השנייה אינה משפיעה על התנועה האנכית שלה: היא רק קובעת כמה רחוק מהגשר האבן תפגע במים – וזה נכון לכל מהירות זריקה אופקית, ולכן קביעה (4) שגויה.

טעות נפוצה: לחשוב שהאבן שנזרקה "מחזיקה מעמד" באוויר זמן רב יותר, או שהיא עוברת דרך ארוכה יותר ולכן תגיע מאוחר יותר.

•הלוויין נע במסלולו במהירות עצומה (כ־$8$ ק"מ בשנייה). בחלל אין כמעט אוויר, ולכן אין חיכוך. כשהוא חודר לאטמוספרה, הוא מתנגש בחלקיקי אוויר רבים במהירות זו.

- החיכוך עם האוויר (וההתנגשויות) מאט את הלוויין והופך את אנרגיית התנועה שלו לחום רב מאוד. הלוויין מתלהט לטמפרטורות של אלפי מעלות.

•בטמפרטורות כאלה הלוויין מתפרק, ורוב חלקיו נמסים ונשרפים (מתאדים) כבר בגובה רב – לפני שהם מגיעים לפני הים. רק חלקים עמידים במיוחד שורדים, ולכן מכוונים את הנפילה לאזור ריק באוקיינוס.

(מאותה סיבה חלליות שחוזרות לכדור הארץ עם צוות מצוידות במגן חום.)

(את שני המכלים אפשר לרשום גם בסדר ההפוך – מהתרשים אי־אפשר לדעת איזה מהם מכיל את הדלק ואיזה את החמצן.)

הסבר המבנה: בטיל דלק נוזלי הדלק והחמצן הנוזלי נמצאים בשני מכלים נפרדים. בצינורות הם מוזרמים אל תא השרפה, ושם הם מתערבבים ונשרפים. הגזים החמים נפלטים לאחור דרך הנחיר, ולפי חוק הפעולה והתגובה הטיל נדחף קדימה. המטען (הלוויין) נמצא בראש הטיל, מוגן בתוך החרטום. "מוטות דלק" הוא השם המיותר: מוטות דלק הם חלק של טיל המונע בדלק מוצק, ובטיל זה הדלק נוזלי.

טעות נפוצה: לרשום "מוטות דלק" לאחד המכלים – בטיל דלק מוצק אין מכלי נוזלים וצינורות, והדלק יצוק בגוף הטיל עצמו.

נכון. גוף החימום ("הבוילר") הוא נגד שנמצא בתוך המים; זרם חשמלי שעובר בו הופך אנרגייה חשמלית לחום, שעובר למים.

לא נכון. להפך: כשהמים מגיעים לטמפרטורה הרצויה התרמוסטט מנתק את גוף החימום, וכשהם מתקררים הוא מחבר אותו שוב.

נכון. הפח השחור בולע את קרינת השמש ומתחמם, והחום עובר ממנו (בהולכה) אל הצינורות הצמודים אליו ואל המים שבתוכם.

לא נכון. הבידוד נועד להאט את מעבר החום מהמים החמים אל הסביבה, כדי שהמים יישארו חמים זמן רב (גם בלילה).

ב. צינור ב יוצא מתחתית מכל האגירה, שבה מצטברים המים הקרים והכבדים, ומגיע אל החלק התחתון של הקולט. המים הקרים שוקעים דרכו ונכנסים לקולט מלמטה.

א. המים החמים קלים יותר (צפיפותם קטנה) ולכן הם מצטברים בחלקו העליון של המכל. צינור א יוצא מראש המכל, ולכן דרכו יוצאים אל הברזים בבית המים החמים ביותר. (צינור ד, הנכנס אל תחתית המכל, מכניס במקומם מים קרים מרשת המים – בתחתית, כדי שלא יתערבבו עם המים החמים שלמעלה.)

ג. צינור ג יוצא מהחלק העליון של הקולט ונכנס אל החלק העליון של מכל האגירה. המים שהתחממו בקולט קלים יותר (צפיפותם קטנה), ולכן הם עולים דרכו אל המכל – זרימה טבעית בהסעת חום.

מעביר. הזכוכית שקופה לאור הנראה, ולכן רוב אור השמש עובר דרכה ומגיע אל הפח השחור. (היא אינה מעבירה את הקרינה האינפרה־אדומה שהפח החם פולט – וכך נוצרת "מלכודת החום".)

בולע. משטח שחור בולע כמעט את כל הקרינה הפוגעת בו ומחזיר מעט מאוד – לכן הוא מתחמם יותר ממשטח בהיר, ולכן צובעים את פח הקולט בשחור.

הולכת חום. בהולכה החום עובר דרך החומר מחלקיק לחלקיק, והחומר עצמו אינו זז. בהסעה, לעומת זאת, החום עובר יחד עם נוזל או גז שזורם ממקום למקום.

המים שמתחממים בקולט מתפשטים וצפיפותם קטנה, ולכן הם עולים כלפי מעלה. כשהמכל נמצא מעל הקולט, המים החמים עולים אליו מעצמם, ובמקומם יורדים מתחתית המכל אל הקולט מים קרים וכבדים יותר, שמתחממים גם הם. כך נוצר זרם הסעה טבעי בין הקולט למכל, בלי משאבה, ובסוף היום כל המים במכל חמים.

אילו היה המכל נמוך מהקולט, המים החמים היו נשארים בחלק העליון של הקולט ולא היו זורמים אל המכל, והמים במכל היו נשארים קרים.

נכון. משטח לבן מחזיר את רוב קרינת השמש, ומשטח שחור בולע את רובה. לכן הגג הלבן בולע פחות אנרגייה ומתחמם פחות.

לא נכון. גוף כהה בולע את רוב הקרינה ומחזיר מעט ממנה – לכן הוא נראה כהה (מעט אור חוזר ממנו לעין).

נכון. מתכות הן מוליכות חום טובות, ואילו עץ הוא מוליך חום גרוע (מבודד). לכן ידיות של כלי בישול עשויות לעיתים מעץ.

לא נכון. המכונית השחורה בולעת יותר מקרינת השמש, ולכן היא מתחממת יותר מהמכונית הלבנה.

הסעה. המים שבתחתית הסיר מתחממים, מתפשטים ועולים, ומים קרים יורדים במקומם – החום מועבר על ידי זרימת המים עצמם. כך מועבר חום בנוזלים ובגזים.

הולכה. במתכת (חומר מוצק) החלקיקים אינם זורמים; החום עובר מחלקיק לחלקיק לאורך הידית, מהקצה החם לקצה הקר. זו הולכת חום.

הזמן קצר יותר ככל שהחומר מוליך חום טוב יותר:

- כסף – קצר: הכסף הוא אחד ממוליכי החום הטובים ביותר (טוב אף יותר מנחושת).

- פלדה – בינוני: מתכת, ולכן מוליכה חום, אבל פחות טוב מכסף.

- פלסטיק – ארוך: פלסטיק הוא מוליך חום גרוע (מבודד), והחום כמעט אינו מגיע לקצה הכפית.

פלסטיק (עמיד לחום). הידית צריכה להישאר קרה כדי שאפשר יהיה לאחוז בה; הפלסטיק הוא המוליך הגרוע ביותר מבין השלושה, ולכן החום מהסיר כמעט אינו עובר דרכו אל היד. ידית מכסף או מפלדה הייתה מתחממת מהר ושורפת את היד.

נכון. גלי המיקרוגל חודרים כמה סנטימטרים לתוך המזון ומניעים את מולקולות המים שבו, ולכן המזון מתחמם גם בתוכו ולא רק מבחוץ.

נכון. המתכת מחזירה את הגלים, ולכן הגלים "כלואים" בתא, חוזרים ופוגעים במזון ואינם יוצאים החוצה.

לא נכון. גלי מיקרוגל הם גלים אלקטרומגנטיים, וגלים אלקטרומגנטיים מתפשטים גם בריק (כמו אור השמש המגיע אלינו דרך החלל).

נכון. המגנטרון מקבל אנרגייה חשמלית מהרשת ומייצר ממנה את גלי המיקרוגל.

- המלבן השמאלי העליון (מצביע על הלהבים בתקרת התא): מאוורר (מפזר גלים) – מפזר את גלי המיקרוגל בתוך התא, כדי שהמזון יתחמם באופן אחיד.

- המלבן הימני העליון (מצביע על הרכיב בעל צלעות הקירור, בתא הצדדי למעלה): מגנטרון – מייצר את גלי המיקרוגל מהאנרגייה החשמלית.

- המלבן השמאלי התחתון (מצביע על הצלחת שעליה מונחת הקערה): מגש זכוכית – מגש מסתובב שעליו מניחים את המזון.

- המלבן הימני התחתון (מצביע על הצג והכפתורים): לוח בקרה – בו קובעים את זמן החימום ואת ההספק.

קטנה מ־. בתרשים אורך הגל הולך וקטן משמאל (רדיו) לימין (גמא), כלומר התדירות הולכת וגדלה ימינה. קרני הרנטגן נמצאות מימין למיקרוגל – אורך הגל שלהן קצר בהרבה והתדירות שלהן גדולה בהרבה. לכן התדירות של המיקרוגל קטנה יותר.

גדולים מ־. גלי הרדיו נמצאים בקצה השמאלי של התרשים, שבו הגל "מתוח" ביותר – אורך הגל שלהם הגדול ביותר (מטרים ויותר, לעומת סנטימטרים במיקרוגל).

שווה ל־. כל הגלים האלקטרומגנטיים מתפשטים בריק (ובקירוב גם באוויר) באותה מהירות – מהירות האור, $3\cdot 10^8\,\text{m/s}$. התחומים נבדלים זה מזה באורך הגל ובתדירות, לא במהירות.

טעות נפוצה: לחשוב שקרינה בעלת אנרגייה גדולה יותר מתקדמת מהר יותר.

הצבה:

(המתח משלים $50$ מחזורים בשנייה, ולכן כל מחזור נמשך חמישים בשנייה – $20$ אלפיות שנייה.)

נכון. הרץ הוא מספר המחזורים בשנייה.

לא נכון. המשרעת היא המרחק האנכי מקו שיווי המשקל עד שיא (או עד שפל). המרחק האנכי בין שיא לשפל שווה לפעמיים המשרעת.

לא נכון. $T=\frac{1}{f}$: כשהתדירות גדלה, זמן המחזור קטן.

נכון. גלי מיקרוגל הם גלים אלקטרומגנטיים, ואינם זקוקים לחומר כדי להתפשט – בריק הם מתקדמים במהירות האור (כך מגיעים אותות מלוויינים). גלי קול, לעומתם, אינם עוברים בריק.

$R$ ו־$V$ – הנקודות הגבוהות ביותר של הגל.

$P$ ו־$T$ – הנקודות הנמוכות ביותר של הגל.

$N$. המשרעת היא המרחק האנכי מקו שיווי המשקל עד השפל (או השיא). הנקודה $N$ נמצאת על קו שיווי המשקל ישירות מעל השפל $T$. (הנקודה $V$ אינה נכונה: המרחק האנכי מ־$T$ עד שיא הוא פעמיים המשרעת.)

$U$. אורך הגל הוא המרחק בין שתי נקודות עוקבות הנמצאות באותו מצב תנודה. ב־$Q$ הגל חוצה את קו שיווי המשקל בעלייה; הוא עולה לשיא $R$, יורד דרך $S$ לשפל $T$ וחוזר לקו שיווי המשקל ב־$U$ – שוב בעלייה. זהו מחזור שלם.

טעות נפוצה: לבחור $S$ – גם היא על קו שיווי המשקל, אבל שם הגל יורד; $QS$ הוא חצי אורך גל.

- איור א – התאבכות הורסת. פולס כלפי מעלה חופף לפולס כלפי מטה; ההעתקים מנוגדים ומחלישים זה את זה. כיוון שהפולסים אינם שווים בגובהם ($3$ ו־$1$ משבצות), הביטול אינו מלא – אבל ההתאבכות היא עדיין הורסת.

- איור ב – התאבכות בונה. שני הפולסים כלפי מעלה; ההעתקים מאותו צד של הציר מתחברים, והפולס המתקבל גבוה מכל אחד מהם.

טעות נפוצה: לבחור "לא בונה ולא הורסת" באיור א כי התוצאה אינה אפס.

את התוצאה מקבלים בעיקרון הסופרפוזיציה: בכל נקודה מחברים את ההעתקים של שני הפולסים (מעל הציר – חיובי, מתחתיו – שלילי). בשני האיורים הפולסים חופפים בדיוק, ולכן התוצאה היא פולס באותו מקום ובאותו רוחב ($4$ משבצות).

איור א (הורסת): בכל נקודה ההעתקים מנוגדים: $3-1=2$. התוצאה: פולס כלפי מעלה (בכיוון הפולס הגבוה) בגובה $2$ משבצות.

איור ב (בונה): בכל נקודה ההעתקים מאותו סימן ומתחברים: $2+2=4$. התוצאה: פולס כלפי מעלה בגובה $4$ משבצות.

אחרי רגע החפיפה כל פולס ממשיך בדרכו בלי שינוי, כאילו לא פגש את האחר.

נכון. לפי החוק הראשון של ניוטון (חוק ההתמדה), כשהכוח השקול על גוף אפס, הוא נשאר במנוחה או ממשיך לנוע במהירות קבועה בקו ישר. (במכונית הנוסעת במהירות קבועה, כוח הדחיפה מהכביש מאזן את החיכוך והתנגדות האוויר.)

לא נכון. אין כוח שדוחף את הנוסעים קדימה. הנוסעים ממשיכים לנוע קדימה בגלל ההתמדה, בזמן שהמכונית נבלמת מתחתם. חגורת הבטיחות היא שמפעילה עליהם כוח לאחור ועוצרת אותם.

לא נכון. בזמן התגובה הנהג עדיין לא לחץ על הבלם, והמכונית נוסעת במהירות קבועה. המרחק הזה תלוי רק בזמן התגובה ובמהירות ($\text{זמן התגובה}\times\text{מהירות}$). מצב הבלמים משפיע על מרחק הבלימה.

נכון. $\text{המרחק בזמן התגובה}=\text{זמן התגובה}\times\text{מהירות}$: כשהמהירות קבועה, המרחק יחסי לזמן התגובה.

בזמן התגובה הנהג עדיין לא לחץ על הבלם, ולכן המכונית נעה במהירות קבועה – $72$ קמ"ש, שהם לפי הטבלה $20\,\text{m/s}$.

הצבה:

טעות נפוצה: להציב את המהירות בקמ"ש ($1.2\times 72$) – הזמן נתון בשניות, ולכן המהירות צריכה להיות במטר לשנייה.

לפי הטבלה, במהירות $72$ קמ"ש ($20\,\text{m/s}$) בכביש רטוב מרחק הבלימה הוא $47\,\text{m}$.

מרחק העצירה הכולל הוא המרחק מהרגע שהנהג מבחין בסכנה ועד שהמכונית נעצרת: מרחק התגובה ועוד מרחק הבלימה.

- מרחק התגובה לא משתנה: הנהג ומהירות המכונית זהים, ולכן $1.2\times 20=24\,\text{m}$ גם בכביש יבש. מצב הכביש אינו משפיע על המרחק שהמכונית עוברת לפני שהנהג לוחץ על הבלם.

- מרחק הבלימה קטן: בכביש יבש החיכוך בין הצמיגים לכביש גדול יותר, והמכונית נבלמת מהר יותר: לפי הטבלה $28\,\text{m}$ במקום $47\,\text{m}$.

מרחק העצירה בכביש יבש: $24+28=52\,\text{m}$, לעומת $71\,\text{m}$ בכביש רטוב.

טעות נפוצה: לבחור "שני המרחקים קטנים" – מרחק התגובה תלוי רק בנהג ובמהירות.

כוח החיכוך בין הצמיגים לכביש. כדי שגוף ינוע במסלול מעגלי צריך לפעול עליו כוח שקול שמכוון אל מרכז המעגל – הכוח המרכזי. במכונית בכיכר את התפקיד הזה ממלא החיכוך (הצידי) בין הצמיגים לכביש. לכן בכביש חלקלק (שמן, חול, קרח) המכונית עלולה להחליק החוצה מהסיבוב.

גדול יותר. ככל שהמכונית מהירה יותר, קשה יותר "לעקם" את מסלולה, ולכן באותו רדיוס דרוש כוח מרכזי גדול יותר כדי להחזיק אותה במעגל. אם המכונית נכנסת לכיכר מהר מדי, החיכוך אינו מספיק והיא מחליקה – לכן מאטים לפני כיכר.

נכון. למשל, מכונית שמהירותה גדלה ב־$2$ מ' לשנייה בכל שנייה נעה בתאוצה של $2\,\text{m/s}^2$.

לא נכון. הנוסע הולך באותו כיוון שבו נוסעת הרכבת, ולכן מהירותו ביחס לקרקע היא סכום המהירויות: $80+5=85$ קמ"ש. ($75$ קמ"ש הייתה מתקבלת אילו הלך לכיוון אחורי הרכבת.)

נכון. לפי חוקי ניוטון, שינוי במהירות דורש כוח שקול שאינו אפס. כדי שהמהירות תקטן, הכוח השקול צריך לפעול נגד כיוון התנועה – למשל כוח החיכוך בבלימה.

לא נכון. פועלים עליה כוחות רבים – כוח הכובד, הכוח מהכביש, כוח הדחף מהמנוע, חיכוך והתנגדות האוויר – אבל הם מאזנים זה את זה, ושקול הכוחות אפס. לכן המהירות קבועה.

(1) לא מפריע – להפך: רוח גבית דוחפת את הסירה קדימה, בכיוון התנועה, ועוזרת לה להגביר את מהירותה.

(2) מפריע. זרם נגדי מפעיל על הסירה כוח אחורה, נגד כיוון התנועה, ולכן הכוח השקול קדימה קטן.

(3) מפריע. מטען כבד מגדיל את מסת הסירה: ההתמדה שלה גדולה יותר, ואותו כוח מגביר את מהירותה לאט יותר.

(4) מפריע. האצות מקשות על סיבוב המדחף ועל דחיפת המים לאחור, ולכן הכוח שמניע את הסירה קדימה קטן.

טעות נפוצה: לסמן גם את (1) – רוח בכיוון התנועה אינה מפריעה להאצה.

הימני. הכדור ממשיך מכוח ההתמדה לנוע ישר קדימה (אין עליו כוח אופקי – הרצפה חלקה). האוטובוס פונה שמאלה "מתחתיו", ולכן ביחס לאוטובוס הכדור זז ימינה, לקראת הצד הימני.

אחורי. הכדור ממשיך לנוע במהירותו הקודמת, והאוטובוס מאיץ ו"מקדים" אותו – ביחס לאוטובוס הכדור נע אחורה.

הראשון. הכדור והאוטובוס נעים באותה מהירות קבועה. לפי החוק הראשון (חוק ההתמדה), הכדור ממשיך לנוע במהירות זו כל עוד שקול הכוחות עליו אפס – ולכן הוא נשאר במקומו ביחס לאוטובוס.

כוח. בניוטון מודדים כוחות – למשל משקל, כוח דחף או כוח חיכוך. מסה נמדדת בקילוגרם, ותאוצה ב־$\frac{\text{m}}{\text{s}^2}$.