כוחות בשירות האדם- מנופים

1. כוחות בשירות האדם- מנופים

2. מהו מנוף? • מה היתרון בשימוש במנוף?

3. חוק המנוף F2 הכוח מופעל F1 הכוח הפועל נקודת משען (ציר) d2 d1 חוק המנוף: F1d1=F2d2 מבוסס על חוק שימור האנרגיה (ערכי הכוח מוחלטים)

4. מנופים נקודת משען (ציר) F2 משא F1 d2 d1 חוק המנוף: F1d1=F2d2 מושגים עיקריים: הכוח מופעל הכוח הפועל זרוע המשא זרוע הכוח

5. מתארים מוצגים ומסבירים • לפניכם איור של נדנדה • שרטטו באופן סכמטי את הנדנדה וסמנו את נקודת המשען , זרוע הכוח, זרוע המשא, הכוח הפועל, הכוח המופעל

6. קיימים 3 סוגי מנופים • ההבדלים בין שלושת סוגי המנוף: • 1.    היכן נמצא המשקל הכבד(עומס). •  2.    היכן נמצא הכוח(המאמץ) המופעל בכדי להרים את המשקל. •  3.    היכן נמצאת נקודת המשען על גבי זרוע המנוף.

7. נקודת משען (ציר) F2 משא F1 d2 d1 מנוף מסוג ראשון הכוח הפועל

8. איך ילד קטן "יכול על" אמא גדולה?

9. לום- דוגמה למנוף מסוג ראשון(עמ' 139 בחוברת לתלמיד) החיצים מראים את כיוון הכוח

10. משא מנוף מסוג שני (עמ' 140 בחוברת לתלמיד) הכוח הפועל החיצים מראים את כיוון הכוח

11. היכן נקודת המשען במריצה?

12. סיפורה של דלת א ב איפה כדאי להניח את המעצור לדלת? היכן הציר? מהי זרוע הכוח?

13. מנוף מסוג שלישי הכוח הפועל משא F2 נפוץ ביותר בעולם החי F1

14. יוצאים לדוג: איפה נקודת המשען?

15. לסיכום סוגי המנופים.... • http://www.enchantedlearning.com/physics/machines/Levers.shtml • http://www.technologystudent.com/forcmom/lever1.htm

16. מה היה חסר לארכימדס כדי שיצליח להרים את העולם?

17. א אום ב שאלה דוד האינסטלאטור מנסה לשחרר אום (סוג של בורג) "עקשן" בעזרת מפתח אומים (ראו איור). באיזה נקודה כדאי לדוד לאחוז במפתח האומים, בנקודה א' או בנקודה ב'? הסבירו את תשובתכם.

18. שאלה לפניכם איור של סרגל ועליו תלויה בצידו האחד משקולת שמשקלה 10 ניוטון. מרחק נקודת התלייה של המשקולת מהציר הוא 20 ס"מ (ראו איור). לרשותכם 3 משקולות נוספות במשקל 5, 10 ו- 20 ניוטון. הציעו שלוש אפשרויות לאזן את הסרגל בעזרת המשקולות הנוספות. הערה: עליכם להתייחס למשקל המשקולת ולמרחקה מהציר. 20 40 20 40 N 10

19. ידית אחיזה 20ס"מ 100 ס"מ שאלה שמוליק יכול להוביל בעצמו (ללא כלי עזר) אבן במשקל של 500 ניוטון. כמה אבנים כאלה יוכל להוביל אם ישתמש במריצה שמידותיה מתוארים באיור. א. 2 אבנים (N 1000) ב. 4 אבנים (N 2000) ג. 5 אבנים (N 2500) ד. 6 אבנים (N 3000)

20. ידית אחיזה ידית אחיזה מריצה ב מריצה א שאלה לפניכם שתי מריצות. איזה מריצה תאפשר להוביל משא כבד יותר? הסבירו את תשובתכם.

21. ב א 5 ל' 5 ל' 10 ל' 10 ל' ד ג 5 ל' 5 ל' 10 ל' 10 ל' שאלה איזה ציור מבין ציורים א-ד, מראה את הדרך הנוחה לאדם לאזן דלי המכיל עשרה ליטר מים ודלי קטן יותר המכיל חמישה ליטר מים? הסבירו את בחירתכם.

22. במה עוזרים המספרים? הקשר שמצאו התלמידים בין אורך הזרוע לכוח (חוק המנוף) מאפשר לבצע חישובים פשוטים שיכולים להדגים את עקרון פעולת המנוף , כך שהחיסכון בכוח יקבל ממדים כמותיים.

23. דוגמה לפריט הערכה המשולב בשיעור : • שרטטו את התרשים שלדעתכם מתאר את הציור/תרשים שמצאו דוד וגנית . ציינו את נקודת המשען, זרוע הכוח, זרוע המשא, הכוח הפועל, הכוח המופעל . • השוו את התרשים שלכם לתרשים של גנית • מהו העקרון המדעי המסביר כיצד הצליחו המצרים הקדמונים להרים גושי אבן גדולים ולהובילם ממקום למקום .

24. שאלה ממבחן TIMSS

25. כדי להבין קצת יותר על מנופים והקשר לחוק שימור האנרגיה אנחנו צריכים עוד מושג .....

26. אדם ביצע מטלות שונות כפי שמתואר בתרשים למטה. באלו מטלות האדם ביצע עבודה? עמוד 142 בחוברת לתלמיד

27. עבודה F כיוון התנועה הכוח פועל בכיוון הדרך: יוסי דוחף ארגז על הרצפה בכוחF העושה עבודה על הארגז

28. עבודה (2) כוח פועל אך אין תנועה: יוסי דוחף קיר בטון בכוח F . אין עבודה.

29. עבודה (3) כיוון התנועה כוח פועל בניצב לכיוון התנועה: דיסקת הוקי מחליקה על משטח מצופה קרח (אין חיכוך). הכוח שמפעילה הרצפה על הדיסקה כלפי מעלה לא מבצע עבודה על הדיסקה. 

30. עבודה (4) F Fx כיוון התנועה כוח הפועל בכיוון היוצר זווית עם כיוון התנועה של גוף נע: יוסי מושך קופסא קטנה עם חבל בכיוון אלכסוני: רכיב הכוח Fx בכיוון הדרך מבצע עבודה על הגוף.

31. שאלה לדיון משאית עמוסה ב-100 ק"ג תפוזים חונה בתחתית גרם מדרגות, כ- 10 מטרים מתחת למיכל אכסון. הפועל האחראי על פריקת המשאית והעברת התפוזים למיכל האכסון יכול להשתמש בשלושה סוגי ארגזים: א. ארגז היכול להכיל 10 ק"ג ב. ארגז היכול להכיל 50 ק"ג ג. ארגז היכול להכיל 100 ק"ג האם יש עדיפות לשימוש בארגז מסוים? הסבירו מדוע

32. f F H h הסבר חוק המנוף: שפת האנרגיה חוק שימור האנרגיה: העבודה של שני הכוחות משני צידי המנוף שווה f *H = F * h

33. עוד הרהורים על מנופים (1) עד כה התייחסנו לגופים באופן נקודתי: תרשים כוחות למוט האופקי במצב הבא: מוט החיצים מציינים כוחות המופעלים ע"י גופים חיצוניים (לא כדה"א) יהיה: כלומר, המוט לא ישנה את מהירותו

34. הרהורים על מנופים (2) בפועל, המוט יסתובב סביב ציר: ציר מוט נקודות אחיזה מסקנה: אי אפשר להתייחס במקרה זה למוט כגוף נקודתי יש חשיבות למיקום פעולת הכוח: "נקודת אחיזה"

35. F ציר ציר ציר כיוון הסיבוב F כאשר כיוון הכוח ניצב לזרוע, הגוף יסתובב (בכיוון השעון) F הכוחות פועלים בכיוונים מנוגדים על אותה נקודה ולכן שקול הכוחות בנקודה הוא אפס. הגוף לא יסתובב F כאשר כיוון הכוח מקביל לזרוע, הגוף לא יסתובב סיבוב סביב ציר

36. N 10 N 10 N 10 N 10 ציר הסיבוב יש תנועה: הגוף מסתובב בכיוון השעון N 10 N 10 N 10 N 10 אין תנועה אין תנועה: הכוחות פועלים בכיוונים מנוגדים על אותה נקודה ולכן שקול הכוחות בנקודה הוא אפס. אין תנועה: אין רכיב כוח בכיוון התנועה האפשרי של המוט סיבוב סביב ציר

37. איזה מוט יסתובב? 10 N 10 N 10 N 10 N 10 N ג ב א 10 N 10 N 10 N 10 N 10 N ה ד

38. א ג ב ה ד באיזה מקרה הגלגל יסתובב?

39. עוד מכונות פשוטות שעובדות על אותו עיקרון

40. אופניים: • מערכת הבלימה

41. מכונות פשוטות:מנוף הידראולי

42. גלגילות וחבלים

43. מישור משופע

44. ברגים

45. מערכות עם גלגלי שיניים (גיר)

46. לפניכם.... היכן נקודת המשען והזרועות והיכן מופעלים הכוחות ?

47. מה הקשר בין מאזני כפות למנופים?

48. ולסיום - שעת סיפוראז... מה עושים כזה עניין ממנופים? טוב... הם מכונות פשוטות המקלות על חיינו. הסכיתו ושמעו את הסיפור הבא .... • http://archive.planet-science.com/text_only/under_11s/lever.html