מבוא מתמטי
קינמטיקה
חוקי ניוטון
1 מ 4

לעמוד הבית

מרכיבים לגודל וכיוון

לכל וקטור ניתן לכתוב רכיב אופקי ורכיב אנכי. סכום הווקטורים האלו נותן את הווקטור המקורי:

וקטורים
מרכיבים לגודל וכיוון
יודעים כמה הווקטור הולך ימינה וכמה למעלה. איך מוצאים כמה הוא ארוך, ולאן הוא מצביע? פיתגורס, טנגנס, ומלכודת אחת של המחשבון.
גודלכיווןפיתגורסtan⁻¹רבעים

פתיחה
כמה רחוק, ולאיזה כיוון?
מההתחלההצג פתרון
שאלה למחשבה: הלכתי 3 km מזרחה ו-4 km צפונה. כמה רחוק אני מההתחלה, ובאיזה כיוון?
1. הגודל: הרכיבים הם הניצבים, והווקטור הוא היתר. לפי פיתגורס:\(V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5\ \text{km}\)
2. הכיוון: הטנגנס של הזווית הוא הניצב שמול חלקי הניצב הצמוד:\(\tan\theta=\frac{V_y}{V_x}=\frac{4}{3}\)
הזווית: הופכים את הטנגנס במחשבון (shift tan):\(\theta=\tan^{-1}\left(\frac{4}{3}\right)\approx53^\circ\)
שימו לב: התשובה המלאה: 5 km בזווית \(53^\circ\) צפונית למזרח.

Vx = 3Vy = 4V = 553°

למה צריך את זה?
חיבור וקטורים בעזרת רכיבים
מההתחלההצג פתרון
שאלה למחשבה: שני כוחות פועלים על גוף: 10 N מזרחה, ו-20 N בזווית \(60^\circ\). מה הכוח השקול?
1. מפרקים כל כוח לרכיבים:\(F_{2x}=20\cos60^\circ=10,\quad F_{2y}=20\sin60^\circ\approx17.3\)
2. מחברים את הרכיבים של כל ציר בנפרד, כמו מספרים רגילים:\(R_x=10+10=20\ \text{N},\quad R_y=0+17.3=17.3\ \text{N}\)
3. חוזרים לגודל ולכיוון:\(R=\sqrt{20^2+17.3^2}\approx26.5\ \text{N},\quad \theta=\tan^{-1}\tfrac{17.3}{20}\approx41^\circ\)
שימו לב: זו הדרך המדויקת לחבר וקטורים: מפרקים, מחברים רכיבים, וחוזרים לגודל וכיוון.

F1 = 10 NF2 = 20 NR

מלכודת
כשהרכיב האופקי שלילי
מההתחלההצג פתרון
שאלה למחשבה: וקטור עם \(V_x=-3\) ו-\(V_y=4\). מה הזווית שלו?
1. המחשבון נותן:\(\tan^{-1}\left(\frac{4}{-3}\right)\approx-53^\circ\)
2. אבל הווקטור מצביע שמאלה ולמעלה! הזווית האמיתית:\(\theta=180^\circ-53^\circ=127^\circ\)
הכלל: תמיד משרטטים את הווקטור לפני שמחשבים זווית. אם \(V_x\lt 0\), מוסיפים \(180^\circ\) לתשובה של המחשבון.
שימו לב: המחשבון לא יודע אם שני הרכיבים שליליים או שניהם חיוביים: \(\tfrac{4}{3}\) ו-\(\tfrac{-4}{-3}\) נותנים אותו דבר.

Vx = −3Vy = 4127°−53° ?

משחק
נסו בעצמכם
מההתחלההצג פתרון
שאלה למחשבה: גררו את הווקטור לכל רבע. מתי התשובה של המחשבון שונה מהזווית האמיתית?
1. הגודל תמיד יוצא חיובי, בכל רבע:\(V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\)
2. השורה האחרונה בתיבה מראה מה המחשבון נותן ל-\(\tan^{-1}\tfrac{V_y}{V_x}\). כשהיא באדום, היא לא הזווית האמיתית.
שימו לב: ברבע הראשון המחשבון צודק. ברבעים השני והשלישי (\(V_x\lt 0\)) צריך להוסיף \(180^\circ\).

VxVyVθcalc

גררו את העיגול

סיכום
מרכיבים לגודל וכיוון
גודל\(V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\)
כיוון\(\theta=\tan^{-1}\frac{V_y}{V_x}\)
אם \(V_x\lt 0\)מוסיפים \(180^\circ\)
חיבור וקטוריםמפרקים, מחברים רכיבים, חוזרים

טעויות נפוצות
מחברים גדלים במקום רכיבים: מחברים \(x\) עם \(x\) ו-\(y\) עם \(y\), ורק בסוף מחשבים גודל.
סומכים על המחשבון: תמיד משרטטים קודם ובודקים באיזה רבע הווקטור.
מאיזה ציר הזווית? \(\tan^{-1}\tfrac{V_y}{V_x}\) נותן את הזווית מציר x.

→ הקודם1 / 7מסך מלאהבא ←

$$ \vec{v} = \vec{v}_x + \vec{v}_y $$

כאשר:

$$ \vec{v}_x = (v_x, 0) \quad , \quad \vec{v}_y = (0, v_y) $$

גודל הווקטור הוא:

$$ |\vec{v}| = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} $$

והכיוון (הזווית ביחס לציר ה-x):

$$ \theta = \tan^{-1}\left(\frac{v_y}{v_x}\right) $$

הדגמה: מרכיבים לגודל וכיוון

גררו את קצה הרכיב Vx (אדום) או את קצה הרכיב Vy (ירוק) - הווקטור הכחול (הסכום שלהם) יתעדכן אוטומטית.


הגשת מטלה

📎

גרור לכאן או לחץ לבחירת קובץ

PDF, JPG, JPEG, PNG · עד 10MB לקובץ · ניתן לבחור מספר קבצים