תרגילים בפיזיקה עם פתרונות

הנתונים: מכונית נוסעת במהירות קבועה של 90 קילומטר לשעה.
השאלה: מה המהירות שלה במטר לשנייה? וכמה זמן לוקח לה לעבור קילומטר אחד?

1. ממירים: בקילומטר יש 1,000 מטר, ובשעה 3,600 שניות: v = 90 · 1000 / 3600 = 25 m/s
2. הזמן לקילומטר, שהוא 1,000 מטר: t = d / v = 1000 / 25 = 40 s

התשובה: 25 מטר לשנייה, וקילומטר אחד עובר ב־40 שניות. הסבר מלא על מהירות יש בעמוד מהירות. v = 25 m/s · t = 40 s

הנתונים: על עגלה שמסתה 3 קילוגרם פועל כוח שקול של 12 ניוטון.
השאלה: מה התאוצה של העגלה? ומה תהיה התאוצה אם מעמיסים עליה עוד 3 קילוגרם, והכוח לא משתנה?

1. לפי החוק השני: a = F / m = 12 / 3 = 4 m/s²
2. אחרי ההעמסה המסה 6 קילוגרם: a = 12 / 6 = 2 m/s²

התשובה: 4 מטר לשנייה בריבוע, ואחרי ההעמסה 2 מטר לשנייה בריבוע. מסה כפולה, תאוצה חצי. ההסבר המלא בעמוד החוק השני של ניוטון. a = 4 m/s² → 2 m/s²

הנתונים: כדור שמסתו 0.5 קילוגרם נופל מגובה 5 מטר. מזניחים את התנגדות האוויר, ו־g = 10 m/s².
השאלה: מה אנרגיית הגובה של הכדור בהתחלה, ובאיזו מהירות הוא פוגע ברצפה?

1. אנרגיית הגובה: E = m · g · h = 0.5 · 10 · 5 = 25 J
2. ברצפה כל האנרגיה הפכה לאנרגיית תנועה: 25 = ½ · 0.5 · v² → v² = 100
3. המהירות: v = 10 m/s

התשובה: 25 ג׳אול בהתחלה, ומהירות של 10 מטר לשנייה ברצפה. ראו גם אנרגיית גובה ואנרגיית תנועה. E = 25 J · v = 10 m/s

הנתונים: מכונית יוצאת ממנוחה ומאיצה בתאוצה קבועה של 2 מטר לשנייה בריבוע, במשך 5 שניות.
השאלה: מה המהירות שלה בסוף? ואיזה מרחק היא עברה?

1. המהירות הסופית: v = v₀ + a · t = 0 + 2 · 5 = 10 m/s
2. המרחק: x = v₀ · t + ½ · a · t² = 0 + ½ · 2 · 25 = 25 m

התשובה: 10 מטר לשנייה אחרי 5 שניות, ומרחק של 25 מטר. כל הנוסחאות של התנועה בעמוד קינמטיקה. v = 10 m/s · x = 25 m