שתי עגלות, \(m_1=3\ \text{kg}\) ו-\(m_2=1\ \text{kg}\), נמצאות במנוחה על משטח אופקי חלק. ביניהן קפיץ דחוס שאגורה בו אנרגיה של \(24\ \text{J}\). משחררים את הקפיץ, והעגלות נרתעות זו מזו.
א. מה מהירות כל עגלה אחרי השחרור?
ב. כמה אנרגיה קינטית קיבלה כל עגלה?
ג. העגלה הקלה עולה על מדרון חלק. לאיזה גובה היא תגיע?
תרגיל
מסות נרתעות מקפיץ נייח
שתי עגלות במנוחה, וביניהן קפיץ דרוך. משחררים, והעגלות נרתעות לצדדים. נמצא את המהירויות, נראה איך מתחלקת האנרגיה, ונחשב לאיזה גובה עולה אחת העגלות.
רתע ממנוחהתנע ואנרגיהחלוקת האנרגיהגובה מקסימלי
הנתונים
התרגיל
מההתחלההצג פתרון
שאלה: שתי עגלות, \(m_1=3\ \text{kg}\) ו-\(m_2=1\ \text{kg}\), במנוחה על משטח אופקי חלק. ביניהן קפיץ דחוס שאגורה בו אנרגיה \(24\ \text{J}\). משחררים את הקפיץ.
א. מה מהירות כל עגלה אחרי השחרור?
ב. כמה אנרגיה קינטית קיבלה כל עגלה?
ג. העגלה הקלה עולה על מדרון חלק. לאיזה גובה היא תגיע?
סעיף א
מהירויות העגלות
מההתחלההצג פתרון
שאלה: מה מהירות כל עגלה אחרי השחרור?
1. שני נעלמים, \(u_1\) ו-\(u_2\). משוואה ראשונה, תנע. לפני הכל במנוחה:\(0=3u_1+u_2\ \Rightarrow\ u_2=-3u_1\)
2. משוואה שנייה, אנרגיה. אנרגיית הקפיץ הפכה לאנרגיה קינטית:\(24=\tfrac{1}{2}\cdot3u_1^2+\tfrac{1}{2}\cdot1\cdot u_2^2\)
3. מציבים \(u_2=-3u_1\), כלומר \(u_2^2=9u_1^2\):\(24=1.5u_1^2+4.5u_1^2=6u_1^2\)
4. מחלקים ב-6 ומוציאים שורש:\(u_1^2=4\ \Rightarrow\ |u_1|=2\ \text{m/s}\)