מזינים מדידות מהמעבדה, או מדביקים אותן מאקסל, ומקבלים גרף עם קו מגמה, שיפוע וחיתוך עם הציר. אפשר ליישר את הגרף, ולבחור ניסוי מוכן כדי לראות איך מסיקים ממנו גודל פיזיקלי.
ניסויים מוכנים מהמעבדה, עם נתונים לדוגמה:
| # | x | y | מחיקה |
|---|
הדבקה מאקסל או מגוגל שיטס
- מדידות
- קו המגמה
איך מחשבים שיפוע, צעד אחר צעד
הנתונים אחרי היישור, בטבלה
למה בכלל משרטטים גרף?
במעבדה מודדים כמה פעמים, וכל מדידה קצת לא מדויקת. כשמשרטטים את כל המדידות וקו ישר שעובר הכי קרוב לכולן, השיפוע של הקו נותן תוצאה מדויקת יותר מכל מדידה בודדת. מהשיפוע מסיקים גודל פיזיקלי, כמו תאוצת הנפילה או קבוע של קפיץ.
קו המגמה שהכלי משרטט מחושב בשיטת הריבועים הפחותים, כמו קו המגמה באקסל. המדד R² אומר עד כמה הנקודות קרובות לקו. ככל שהוא קרוב יותר ל־1, ההתאמה טובה יותר.
יישור גרף
הרבה קשרים בפיזיקה הם לא קו ישר. בנפילה חופשית, למשל, הגובה תלוי בזמן בריבוע. כדי לקבל קו ישר, משרטטים את הגובה כפונקציה של t², ולא של t. זה נקרא יישור הגרף.
| הניסוי | הנוסחה | מה משרטטים | מה מקבלים מהשיפוע |
|---|---|---|---|
| נפילה חופשית | h = ½ · g · t² | h כפונקציה של t² | חצי g, ולכן g = 2 · a |
| קפיץ | F = k · Δx | F כפונקציה של Δx | קבוע הקפיץ k |
| כא”מ ומתח הדקים | V = ε − r · I | V כפונקציה של I | מינוס ההתנגדות הפנימית. הכא”מ הוא החיתוך עם הציר |
| אופיין של נגד | V = R · I | V כפונקציה של I | ההתנגדות R |
| מטוטלת | T² = (4π² / g) · L | T² כפונקציה של L | 4π² / g, ולכן g = 4π² / a |
איך יודעים מה ליישר? כותבים את הנוסחה בצורה y = a · x + b. מה שכפול בקבוע הוא מה ששמים בציר x, והקבוע עצמו הוא השיפוע.
חישוב שיפוע ביד, כמו בבחינה
- בוחרים שתי נקודות על הקו, ולא נקודות מדידה, ורחוקות זו מזו ככל האפשר.
- מחשבים a = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁).
- כותבים יחידות. יחידות השיפוע הן יחידות ציר y חלקי יחידות ציר x. בנפילה חופשית: מטר חלקי שנייה בריבוע.
- משווים לנוסחה ומסיקים את הגודל הפיזיקלי.
מתי הקו צריך לעבור בראשית?
כשהתאוריה אומרת שכאשר x = 0 גם y = 0. למשל, קפיץ שלא נמתח לא מפעיל כוח. אם מסמנים את האפשרות “הקו עובר בראשית”, הכלי מחשב קו מהצורה y = a · x. בניסוי של כא”מ הקו לא עובר בראשית, כי החיתוך הוא הכא”מ עצמו.
שאלות נפוצות
איך מדביקים נתונים מאקסל?
מסמנים באקסל שתי עמודות, x ו־y, מעתיקים ומדביקים בתיבה “הדבקה מאקסל”. אפשר גם להדביק ישר לתוך התא הראשון בטבלה.
מה זה R²?
מדד להתאמה בין הנקודות לקו. R² = 1 פירושו שכל הנקודות בדיוק על הקו. במעבדה בבית הספר, ערך מעל 0.98 הוא בדרך כלל טוב מאוד.
מה המשמעות של ה־± ליד השיפוע?
זו אי הוודאות בשיפוע, לפי הפיזור של הנקודות סביב הקו. היא מראה עד כמה אפשר לסמוך על התוצאה.
רוצים ללמוד פיזיקה בלי להיתקע?
בקורסים של פיזיקס יש שיעורי וידאו מסודרים, מכיתה ז׳ ועד הבגרות, וחוברת תרגול עם פתרון וידאו לכל תרגיל.
לכל הקורסיםרוצים קודם לתרגל לבד? הורידו חוברת תרגול בחינם