בגרות בפיזיקה מעבדת חקר 36386 - קיץ 2026

נוסחה 1 נכונה למטוטלת מתמטית, שבה כל המסה מרוכזת בנקודה אחת, ו־$L$ הוא המרחק מנקודת התלייה (הציר שסביבו המטוטלת מסתובבת) ועד אותה מסה נקודתית – רדיוס הקשת שהמסה נעה עליה.

הכדור שלנו אינו נקודתי, אבל הוא אחיד וסימטרי, ולכן מרכז המסה שלו נמצא במרכזו. ניתן להתייחס אליו כאל מסה נקודתית הממוקמת במרכז הכדור. לכן:

•נקודת ההתחלה של המדידה היא נקודת התלייה – המקום שבו החוט יוצא ממצבט התנין (שם החוט מתחיל להתנדנד).

•נקודת הסיום היא מרכז הכדור, ולא תחתיתו (אפשרות א' – ארוכה מדי ברדיוס הכדור) ולא חלקו העליון (אפשרות ג' – קצרה מדי ברדיוס הכדור).

בפועל: מודדים את המרחק מהמצבט ועד החלק העליון של הכדור ומוסיפים את רדיוס הכדור (חצי מקוטרו), או מודדים עד תחתית הכדור ומחסירים את הרדיוס.

שימו לב: התוצאות תלויות במדידות שלכם בבחינה. הערכים שבהמשך הם ערכים לדוגמה (מציאותיים), שנועדו להמחיש את דרך העבודה, ואינם נתוני השאלון.

1. מכווננים את אורך החוט כך שהמרחק מנקודת היציאה של החוט מהמצבט ועד מרכז הכדור יהיה $0.300\,\text{m}$ (לפי שאלה 1), ותחתית הכדור מעט מעל מרכז המעגל.

2. מסיטים את הכדור עד קו המעגל (זווית קטנה) ומשחררים בלי לדחוף.

3. מחכים מחזור או שניים שהתנודה תתייצב, ומפעילים את השעון כשהכדור עובר בנקודת קיצון (או במרכז, תמיד באותו כיוון). סופרים 10 מחזורים שלמים ועוצרים.

4. חוזרים שלוש פעמים. מדידה של 10 מחזורים מקטינה את השפעת זמן התגובה: שגיאה של כ־$0.2\,\text{sec}$ בהפעלה ובעצירה מתחלקת ב־10.

לדוגמה, אם מדדתם:

זמן המחזור הממוצע:

בדיקת סבירות: לפי נוסחה 1 עם $g=9.8\,\text{m/sec}^2$ מצפים ל־$T=2\pi\sqrt{0.3/9.8}\approx 1.10\,\text{sec}$, כלומר ל־$10T\approx 11.0\,\text{sec}$.

טעות נפוצה: לחלק את סכום שלוש המדידות ב־3 בלבד ולשכוח שכל מדידה היא זמן של 10 מחזורים.

נוסחה 1:

מעלים בריבוע ומבודדים את $g$:

לדוגמה, עם הערכים לדוגמה מסעיף א' ($L=0.300\,\text{m}$, $T=1.10\,\text{sec}$):

התוצאה קרובה לערך המקובל $9.8\,\text{m/sec}^2$. בתוצאה שלכם הציבו את ה־$T$ שמדדתם; ערך בין כ־$9.5$ לכ־$10.1\,\text{m/sec}^2$ מעיד על מדידה טובה. סטייה גדולה מרמזת בדרך כלל על מדידת $L$ שגויה (לא עד מרכז הכדור) או על טעות בספירת המחזורים.

טעות נפוצה: להציב את $L$ בסנטימטרים, או להציב את זמן 10 המחזורים במקום $T$.

היתרון בהצעה של רונה: כל מדידת זמן מושפעת משגיאה אקראית (זמן התגובה בהפעלה ובעצירה של השעון). חזרה על אותה מדידה חמש פעמים ומיצוע התוצאות מקטינים את השגיאה האקראית, ולכן זמן המחזור עבור האורך הנבחר מדויק יותר. אפשר גם לזהות מדידה חריגה (למשל ספירה שגויה של מחזורים) ולפסול אותה.

היתרון בהצעה של נעמי: כאשר יש חמש נקודות $(L,T)$ אפשר לשרטט גרף של $T^2$ כפונקציה של $L$. לפי נוסחה 1, $T^2=\frac{4\pi^2}{g}L$, ולכן מתקבל קו ישר ששיפועו $\frac{4\pi^2}{g}$. היתרונות:

•בודקים שהקשר בנוסחה אכן מתקיים (שהנקודות על קו ישר) – ולא רק מניחים אותו.

•הקו המגמה ממצע את השגיאות של כל הנקודות יחד, ונקודה חריגה בולטת לעין.

- $g$ מחושב מהשיפוע, ולכן שגיאה שיטתית קבועה במדידת האורך (למשל אם תמיד מדדו עד ראש הכדור ולא עד מרכזו) מזיזה את הקו מעלה או מטה אך אינה משנה את השיפוע – היא אינה פוגעת בערך של $g$.

שימו לב: התוצאות תלויות במדידות שלכם בבחינה. הערכים שבהמשך הם ערכים לדוגמה (מציאותיים), שנועדו להמחיש את דרך העבודה, ואינם נתוני השאלון.

דרך המדידה: תולים את המערכת כך שהחוט, המוט המאריך ושני הכדורים נמצאים בקו אנכי אחד במנוחה. מודדים בסרגל הנייר את המרחק ממרכז הכדור העליון ועד מרכז הכדור התחתון. כדי לדייק: מודדים מהחלק העליון של הכדור העליון עד החלק העליון של הכדור התחתון – זהו אותו מרחק, כי הכדורים זהים, ואין צורך לאתר את המרכזים בעין.

לדוגמה: $d=10.0\,\text{cm}=0.100\,\text{m}$. (את הערך שמדדתם כתבו ב־$\text{m}$, כי הוא משמש בהמשך בנוסחה 2.)

שימו לב: התוצאות תלויות במדידות שלכם בבחינה. הערכים שבהמשך הם ערכים לדוגמה (מציאותיים), שנועדו להמחיש את דרך העבודה, ואינם נתוני השאלון.

דרך המדידה: מוודאים ש־$L=0.250\,\text{m}$ נמדד מנקודת היציאה של החוט מהמצבט ועד מרכז הכדור העליון (כמו בתרשים 11), ושהכדור התחתון מעט מעל מרכז המעגל. מסיטים את הכדור התחתון עד קו המעגל כך שהחוט והמוט המאריך נשארים בקו ישר אחד (כמו בתרשים 10), ומשחררים. אם המערכת "נשברת" בוו (החוט והמוט אינם בקו אחד), עוצרים ומתחילים מחדש. מודדים את הזמן של 10 מחזורים שלמים.

לדוגמה: $10T_1=11.15\,\text{sec}$.

חוזרים על אותה מדידה בדיוק (אותה הסטה, אותו אופן הפעלה ועצירה של השעון) פעמיים נוספות.

לדוגמה (ערכים להמחשה בלבד): $10T_2=11.17\,\text{sec}$, $10T_3=11.17\,\text{sec}$. שלוש מדידות קרובות זו לזו (הפרש של כמה מאיות שנייה) מעידות שהמדידה עקבית.

זמן המחזור הממוצע הוא סכום שלוש המדידות חלקי 30 (שלוש מדידות של 10 מחזורים כל אחת):

לדוגמה, עם הערכים לדוגמה:

בדיקת סבירות לפי נוסחה 2 (עם $d=0.100\,\text{m}$ לדוגמה ו־$g=9.8\,\text{m/sec}^2$):

הזמן הנמדד קרוב לצפוי, ומעט גדול ממנו – נחזור לכך בשאלות 9 ו־10.

בוחרים כ־6–7 ערכים של $L$ המפוזרים באופן אחיד על פני כל התחום המותר. השורה הראשונה ($L=0.25\,\text{m}$) כבר נמדדה בשאלה 4, ולכן מוסיפים שורות עבור הערכים האחרים.

לדוגמה (בחירה סבירה, בקפיצות של $3\,\text{cm}$):

את $L$ ממשיכים למדוד בדיוק כמו בשאלה 4: מנקודת היציאה של החוט מהמצבט ועד מרכז הכדור העליון; המוט המאריך והכדור התחתון ($d$) אינם משתנים.

שימו לב: התוצאות תלויות במדידות שלכם בבחינה. הערכים שבהמשך הם ערכים לדוגמה (מציאותיים), שנועדו להמחיש את דרך העבודה, ואינם נתוני השאלון.

1. משנים את אורך החוט במצבט (או מזיזים את האוחז) עד שהמרחק מהמצבט למרכז הכדור העליון שווה ל־$L$ הנבחר, ומרימים או מורידים את האוחז כך שהכדור התחתון יהיה מעט מעל מרכז המעגל.

2. מסיטים את הכדור התחתון עד קו המעגל, כשהחוט והמוט המאריך בקו ישר, ומשחררים.

3. מודדים זמן של 10 מחזורים, שלוש פעמים.

לדוגמה (ערכים להמחשה; העמודות $T$ ו־$T^2$ יושלמו בסעיף ג' ובשאלה 6):

ככל ש־$L$ קטן, זמן המחזור קטן – כפי שצפוי מנוסחה 2.

לכל אורך מחשבים:

ורושמים בדיוק של 3 ספרות משמעותיות.

לדוגמה (מהערכים לדוגמה בסעיף ב'):

- $L=0.07\,\text{m}$: $T=\frac{7.50+7.54+7.52}{30}=\frac{22.56}{30}=0.752\,\text{sec}$

- $L=0.10\,\text{m}$: $T=\frac{8.21+8.21+8.14}{30}=0.8187\approx 0.819\,\text{sec}$

- $L=0.13\,\text{m}$: $T=\frac{8.78+8.88+8.81}{30}=0.8823\approx 0.882\,\text{sec}$

- $L=0.16\,\text{m}$: $T=\frac{9.42+9.51+9.45}{30}=0.9460\approx 0.946\,\text{sec}$

- $L=0.19\,\text{m}$: $T=\frac{10.08+10.04+10.06}{30}=1.006\approx 1.01\,\text{sec}$

- $L=0.22\,\text{m}$: $T=\frac{10.56+10.62+10.65}{30}=1.061\approx 1.06\,\text{sec}$

- $L=0.25\,\text{m}$: $T\approx 1.12\,\text{sec}$ (שאלה 4)

את הערכים כותבים בעמודה $T$ שבטבלה 2.

את $g$ מחשבים בהמשך משיפוע קו מגמה בגרף. שתי נקודות קובעות קו, אך אינן מאפשרות לבדוק שהקשר אכן לינארי ואינן ממצעות שגיאות. ככל שיש יותר נקודות, הקו המתאים ביותר ממצע את השגיאות האקראיות של כל המדידות, ונקודה חריגה (למשל בגלל ספירה שגויה) בולטת ואפשר לחזור עליה. לכן בוחרים לפחות 5–6 ערכים (בדוגמה – 7 כולל $0.25\,\text{m}$). מצד שני, כל ערך דורש שלוש מדידות וכיוון מחדש של המערכת, ולכן מספר הערכים מוגבל בזמן הבחינה.

בוחרים ערכים על פני כל התחום המותר, מ־$7\,\text{cm}$ ועד $25\,\text{cm}$, ובמרווחים שווים (בדוגמה – כל $3\,\text{cm}$):

•תחום רחב: ההפרשים בין זמני המחזור גדולים יחסית לשגיאת המדידה, ולכן השיפוע מחושב בדיוק טוב יותר. אילו כל הנקודות היו צפופות (למשל בין 20 ל־25 ס"מ), שגיאה קטנה בנקודה אחת הייתה משנה מאוד את השיפוע.

•מרווחים שווים: הנקודות "מכסות" את כל הגרף, אין אזור שבו הקו נקבע מנקודה אחת, ואפשר לראות אם הקשר נשאר לינארי לאורך כל התחום (חשוב כאן, כי המודל של נוסחה 2 עלול להיות פחות טוב באורכים קצרים – ראו שאלות 9 ו־10).

נוסחה 2:

מעלים את שני האגפים בריבוע:

מפרקים את המונה לשני מחוברים:

וזה הקשר הנדרש. $\blacksquare$

לפי הקשר שהוכח בסעיף א':

זו משוואה מהצורה $y=aL+b$: $g$ ו־$d$ קבועים בניסוי (המוט המאריך והכדורים אינם מוחלפים), ולכן גם $a$ וגם $b$ הם מספרים קבועים. מכאן ש־$T^2$ הוא פונקציה קווית של $L$ – הגרף הוא קו ישר ששיפועו $\frac{4\pi^2}{g}$ וחיתוכו עם ציר $T^2$ הוא $\frac{2\pi^2 d}{g}$.

המשתנים האחרים אינם קוויים ב־$L$: $T=2\pi\sqrt{\frac{2L+d}{2g}}$ תלוי בשורש של $L$ (עקומה), ו־$\sqrt{T}$ ו־$\frac1T$ הם חזקות אחרות של $(2L+d)$ – גם הם עקומות.

בראש העמודה הריקה כותבים: $T^2\,[\text{sec}^2]$, ובכל שורה מעלים בריבוע את זמן המחזור הממוצע שבעמודה $T$.

לדוגמה (מהערכים לדוגמה):

- $L=0.07$: $T^2=0.752^2=0.566\,\text{sec}^2$

- $L=0.10$: $T^2=0.819^2=0.671\,\text{sec}^2$

- $L=0.13$: $T^2=0.882^2=0.778\,\text{sec}^2$

- $L=0.16$: $T^2=0.946^2=0.895\,\text{sec}^2$

- $L=0.19$: $T^2=1.01^2=1.02\,\text{sec}^2$

- $L=0.22$: $T^2=1.06^2=1.12\,\text{sec}^2$

- $L=0.25$: $T^2=1.12^2=1.25\,\text{sec}^2$

הטבלה המלאה לדוגמה:

טעות נפוצה: לשכוח לכתוב את היחידות $\text{sec}^2$ בראש העמודה.

שימו לב: התוצאות תלויות במדידות שלכם בבחינה. הערכים שבהמשך הם ערכים לדוגמה (מציאותיים), שנועדו להמחיש את דרך העבודה, ואינם נתוני השאלון.

•ציר אופקי: $L\,[\text{m}]$ (המשתנה הבלתי תלוי), בתחום $0$ עד כ־$0.28\,\text{m}$, בשנתות אחידות (למשל כל $0.05\,\text{m}$).

•ציר אנכי: $T^2\,[\text{sec}^2]$, בתחום $0$ עד כ־$1.4\,\text{sec}^2$, בשנתות אחידות (למשל כל $0.2\,\text{sec}^2$). מומלץ שהצירים יתחילו ב־0, כדי לראות את החיתוך עם הציר האנכי.

•שם לכל ציר עם יחידות, כותרת לגרף, ונקודה לכל מדידה – בלי לחבר את הנקודות בקו שבור.

הנקודות לדוגמה $(L\,[\text{m}],\ T^2\,[\text{sec}^2])$: $(0.07,0.566)$, $(0.10,0.671)$, $(0.13,0.778)$, $(0.16,0.895)$, $(0.19,1.02)$, $(0.22,1.12)$, $(0.25,1.25)$.

הנקודות מסתדרות בקירוב לאורך קו ישר שאינו עובר בראשית – כצפוי מהקשר $T^2=\frac{4\pi^2}{g}L+\frac{2\pi^2}{g}d$.

מעבירים בסרגל קו ישר אחד שמתאים לכל הנקודות יחד: הוא לא חייב לעבור דרך נקודה מסוימת, אלא כך שהנקודות יתפזרו מעליו ומתחתיו בערך באופן שווה. הקו אינו מאולץ לעבור בראשית – לפי התיאוריה יש לו חיתוך חיובי $\frac{2\pi^2 d}{g}$ עם ציר $T^2$. מאריכים את הקו עד הציר האנכי. (בגיליון אלקטרוני: קו מגמה לינארי.)

לדוגמה, עבור הנקודות לדוגמה מתקבל הקו $T^2\approx 3.80\cdot L+0.292$:

שימו לב: התוצאות תלויות במדידות שלכם בבחינה. הערכים שבהמשך הם ערכים לדוגמה (מציאותיים), שנועדו להמחיש את דרך העבודה, ואינם נתוני השאלון.

1. השיפוע – משתי נקודות על הקו (לא מנקודות מדידה). בוחרים שתי נקודות רחוקות זו מזו על קו המגמה. לדוגמה, על הקו לדוגמה:

2. משמעות השיפוע. לפי הקשר משאלה 6א':

המקדם של $L$ הוא השיפוע:

בתוצאה שלכם הציבו את השיפוע שמצאתם. בדוגמה זו הערך גבוה במעט מ־$9.8\,\text{m/sec}^2$ ומהערך שהתקבל במטוטלת המתמטית (שאלה 2). סטייה כזאת אופיינית למטוטלת הדו־גופית, וההסבר שלה מופיע בשאלות 9 ו־10.

(בדיקה נוספת: החיתוך עם הציר האנכי הוא $\frac{2\pi^2 d}{g}\approx 0.292\,\text{sec}^2$, ומכאן $d\approx\frac{0.292\cdot 10.4}{2\pi^2}\approx 0.15\,\text{m}$ – יותר מה־$d$ שנמדד ישירות, $0.100\,\text{m}$. גם זה מראה שהמודל של נוסחה 2 הוא קירוב בלבד.)

טעות נפוצה: לחשב את השיפוע משתי נקודות מדידה במקום משתי נקודות על הקו, או לחשב $g=4\pi^2\cdot a$ במקום $4\pi^2/a$.

מה הנתונים מראים: בסדרה עם האורכים הגדולים ($15$–$25\,\text{cm}$) התקבל $g=10.1$, קרוב ל־$9.8$, ובסדרה עם האורכים הקצרים ($5$–$13\,\text{cm}$) התקבל $g=12.3$ – סטייה גדולה. כלומר הסטייה אינה אקראית: היא גדלה ככל ש־$L$ קטן יותר ביחס ל־$d$. זו שגיאה שיטתית של המודל: נוסחה 2 מניחה שאפשר להחליף את שני הכדורים במסה נקודתית אחת במרחק הממוצע, וההנחה הזאת טובה רק כאשר המרחק בין הכדורים קטן ביחס לאורך המטוטלת.

ההצעה לשיפור: לבצע את המדידות באורכי חוט $L$ גדולים בהרבה מ־$d$ – למשל להאריך את החוט ולמדוד בטווח של כמה עשרות סנטימטרים ומעלה (או, באופן שקול, לקצר את המוט המאריך כדי להקטין את $d$). כך $L\gg d$, שתי המסות נמצאות כמעט באותו מרחק מנקודת התלייה, המערכת מתנהגת כמעט כמו מטוטלת מתמטית, וערך $g$ שמתקבל מהשיפוע מתקרב לערך האמיתי.

אפשר להוסיף שיפורים משניים: לשמור על זווית הסטה קטנה, להקפיד שהחוט והמוט נשארים בקו ישר, ולמדוד יותר מחזורים (למשל 20) כדי להקטין את השפעת זמן התגובה – אבל אלה אינם מסבירים את ההבדל השיטתי בין הסדרות.

על סמך התוצאות: במטוטלת המתמטית (שאלה 2) התקבל ערך קרוב ל־$9.8\,\text{m/sec}^2$ (בדוגמה $9.79$). במטוטלת הדו־גופית (שאלה 8) התקבל בדרך כלל ערך גבוה יותר (בדוגמה $10.4$). לפי שאלה 9, הסטייה קטנה כאשר $L$ גדול ($g=10.1$ עבור $15$–$25\,\text{cm}$) וגדלה מאוד כאשר $L$ קטן ($g=12.3$ עבור $5$–$13\,\text{cm}$). אילו המטוטלת הדו־גופית הייתה מתנהגת בדיוק כמטוטלת מתמטית באורך $L_{\text{eff}}$, היה מתקבל אותו $g$ בכל תחום אורכים.

ההסבר: הכדור התחתון רחוק מנקודת התלייה יותר מהכדור העליון. כאשר שני הכדורים קשורים זה לזה וזזים יחד, תרומת הכדור התחתון לתנועה גדולה יותר ממה שמשקף הממוצע הפשוט $\frac{2L+d}{2}$, ולכן זמן המחזור בפועל ארוך מזה שנוסחה 2 צופה (אפשר להראות שעבור שתי מסות נקודתיות על מוט קשיח האורך האפקטיבי הוא $\frac{L^2+(L+d)^2}{2L+d}=\frac{2L+d}{2}+\frac{d^2}{2(2L+d)}$, כלומר ארוך מהממוצע). התוספת זניחה כאשר $L\gg d$, אבל משמעותית כאשר $L$ קרוב ל־$d$. לכן באורכים קצרים הנקודות של $T^2$ "מורמות" יותר, השיפוע בגרף קטן יותר, ו־$g=\frac{4\pi^2}{\text{שיפוע}}$ יוצא גדול מדי – בדיוק כמו בנתוני שאלה 9.

•האורך $L$ גדול בהרבה מהמרחק $d$ בין מרכזי הכדורים;

•החוט והמוט המאריך נעים כקו ישר אחד (המערכת אינה "מתקפלת" בוו);

•זווית התנודה קטנה.

שימו לב: התיאור מבוסס על התצפית שלכם; זה מה שמתקבל בדרך כלל.

בתחילת התנועה הכדור התחתון מתנדנד והכדור העליון, שהיה כמעט במנוחה, מתחיל לנוע גם הוא. המערכת "מתקפלת" בוו: החוט והמוט המאריך אינם בקו ישר אחד, והזווית ביניהם משתנה כל הזמן. לעתים הכדורים נעים לאותו כיוון ולעתים בכיוונים מנוגדים; תנודת הכדור התחתון גדלה וקטנה לסירוגין, ואנרגיה עוברת הלוך ושוב בין שני הכדורים. התנועה אינה תנודה מחזורית פשוטה עם זמן מחזור אחד – זו תנועה של מטוטלת כפולה, שהיא צירוף של שני אופני תנודה בעלי זמני מחזור שונים.

שימו לב: גם כאן התשובה היא מה שצפיתם בו; זה התיאור האופייני.

לאחר כשתי דקות התנועה המהירה והמסובכת (שבה הכדורים נעים בכיוונים מנוגדים והמערכת מתקפלת בוו) דועכת – בדרך כלל אופן התנודה המהיר דועך מהר יותר, בגלל החיכוך בוו ובאוויר. נשאר בעיקר האופן האיטי: שני הכדורים מתנדנדים יחד, לאותו כיוון ובאותו זמן, והחוט והמוט המאריך נמצאים בקו ישר אחד. התנועה נראית כמו תנודה מחזורית פשוטה של מטוטלת אחת, באמפליטודה קטנה מזו של ההתחלה.

המטוטלת הדו־גופית אינה מתנהגת באופן כללי כמטוטלת מתמטית: כאשר החוט והמוט אינם בקו ישר (15 השניות הראשונות), התנועה מורכבת ואין לה זמן מחזור יחיד, ולכן לא ניתן לתאר אותה בנוסחה 1 או 2. רק כאשר שני הכדורים נעים יחד והחוט והמוט נמצאים בקו ישר אחד (כמו שהתקבל לאחר שתי דקות, וכמו שהקפדנו בשאלות 4–5) – המערכת מתנדנדת כגוף אחד, וניתן להתייחס אליה בקירוב כאל מטוטלת מתמטית באורך $L_{\text{eff}}$. לכן הקביעה נכונה רק בתנאי זה (ובנוסף, כפי שראינו בשאלות 9–10, רק כאשר $L\gg d$).

התשובה תלויה בניסוי שבחרתם ושביצעתם בכיתה. לפניכם תשובה מלאה לדוגמה עבור הניסוי הראשון ברשימה (בשאלה 13 יש לבחור ניסוי אחר).

שם הניסוי: "החוק השני של ניוטון".

מטרת הניסוי: לבדוק את הקשר בין התאוצה $a$ של גוף, הכוח השקול $\Sigma F$ הפועל עליו ומסתו $m$: להראות שהתאוצה נמצאת ביחס ישר לכוח השקול (כשהמסה קבועה) וביחס הפוך למסה (כשהכוח קבוע), כלומר $\Sigma F=ma$.

- מסילה אופקית (מסילת דינמיקה) המונחת על השולחן, מאוזנת או מוטה מעט לפיצוי על החיכוך.

- עגלה הנעה על המסילה, ועליה משקולות שאפשר להעביר.

- חוט הקשור לחזית העגלה, מקביל למסילה, ועובר מעל גלגלת שבקצה המסילה (בשפת השולחן).

- מתלה משקולות עם משקולות התלוי בקצה החוט; משקלו מושך את המערכת.

- חיישן תנועה המחובר למחשב / ממשק (או שעון מתקתק עם סרט נייר, או שני שערים אופטיים) – למדידת מהירות העגלה ותאוצתה.

- מאזניים למדידת מסת העגלה והמשקולות (לפני הניסוי).

בתרשים מסמנים חץ לכיוון התנועה של העגלה (אל הגלגלת) ושל המשקולת (מטה).

החלק שבחרתי: בדיקת התלות של התאוצה בכוח, כאשר המסה הכוללת של המערכת קבועה.

- המשתנה הבלתי תלוי: הכוח המושך את המערכת – משקל המשקולות התלויות, $F=m_{\text{תלויה}}\cdot g$. משנים אותו על ידי העברת משקולות מהעגלה אל המתלה.

- המשתנה התלוי: התאוצה $a$ של המערכת, הנמדדת בחיישן התנועה (שיפוע גרף המהירות–זמן) או מסרט השעון המתקתק.

מהגרף של $a$ כפונקציה של $F$ מתקבל קו ישר דרך הראשית, ששיפועו $\frac{1}{M_{\text{כוללת}}}$.

- המסה הכוללת של המערכת (העגלה, המשקולות שעליה והמשקולות התלויות): לכן משקולות שמוסיפים למתלה נלקחות מהעגלה, וכך המסה המואצת לא משתנה כשמשנים את הכוח.

- שיפוע המסילה (אופקית או מוטה בדיוק כדי לפצות על החיכוך) – כך שהכוח השקול הוא משקל המשקולות התלויות.

•אותה עגלה, אותו חוט ואותה גלגלת (חיכוך זהה), החוט מקביל למסילה.

•אותה נקודת התחלה ושחרור העגלה ממנוחה בכל מדידה.

התשובה תלויה בניסוי שבחרתם; יש לבחור ניסוי שונה מזה שבשאלה 12. לפניכם תשובה מלאה לדוגמה עבור הניסוי השלישי ברשימה.

שם הניסוי: "כא"מ, מתח הדקים והתנגדות פנימית".

מטרת הניסוי: לבדוק את הקשר בין מתח ההדקים $V$ של מקור מתח (סוללה) ובין הזרם $I$ שהוא מספק, $V=\varepsilon-Ir$, ולמצוא בעזרתו את הכא"מ $\varepsilon$ ואת ההתנגדות הפנימית $r$ של המקור.

- סוללה (מקור המתח שאת הכא"מ וההתנגדות הפנימית שלו מודדים).

- מפסק, נגד משתנה (ריאוסטט) ואמפרמטר – מחוברים בטור עם הסוללה, כך שכל הזרם במעגל עובר דרך האמפרמטר. (אפשר להוסיף נגד מגן קבוע בטור, כדי שהזרם לא יהיה גדול מדי.)

- וולטמטר – מחובר במקביל להדקי הסוללה, ומודד את מתח ההדקים $V$.

- תיילים מחברים.

בתרשים מסמנים את הקטבים של הסוללה ($+$, $-$) ואת כיוון הזרם במעגל.

החלק שבחרתי: מדידת מתח ההדקים כפונקציה של הזרם, ומציאת $\varepsilon$ ו־$r$ מהגרף.

הגדלים שנמדדו: עבור כל כיוון של הנגד המשתנה –

- הזרם $I$ במעגל – באמפרמטר;

- מתח ההדקים $V$ של הסוללה – בוולטמטר.

משנים את הנגד המשתנה בכ־6–8 שלבים כדי לקבל זוגות $(I,V)$ בתחום רחב של זרמים, ומנתקים את המפסק בין מדידות כדי שהסוללה לא תתחמם ותתרוקן.

משרטטים את מתח ההדקים $V$ (ציר אנכי) כפונקציה של הזרם $I$ (ציר אופקי). לפי $V=\varepsilon-Ir$ מתקבל קו ישר יורד: