מבוא מתמטי
קינמטיקה
חוקי ניוטון
1 מ 4

לעמוד הבית

גרף מיקום זמן

גרף מיקום-זמן מציג את השינוי במיקום של גוף כפונקציה של הזמן. הציר האנכי מראה את המיקום של הגוף, והציר האופקי מייצג את הזמן.

מה ניתן ללמוד מהגרף:

  • שיפוע הגרף מייצג את המהירות של הגוף. אם השיפוע חיובי - הגוף נע קדימה; אם שלילי - הגוף נע אחורה; אם השיפוע אפס - הגוף במנוחה.
  • קו ישר מצביע על מהירות קבועה. השיפוע קבוע, כלומר המהירות לא משתנה.
  • קו מעוקל מצביע על מהירות משתנה, כלומר על תאוצה. ככל שהקו מתעקם יותר, התאוצה גדולה יותר.

דוגמאות:

  • קו אופקי: הגוף עומד במקום (מהירות אפס).
  • קו עולה ישר: הגוף נע קדימה במהירות קבועה.
  • קו יורד ישר: הגוף נע אחורה במהירות קבועה.
  • קו מעוקל: הגוף נע בתאוצה.

תנועה בתאוצה קבועה - פרבולה

בתנועה בתאוצה קבועה המיקום נתון על ידי:

$$x(t)=x_0+v_0t+\frac{1}{2}at^2$$

זו פונקציה ריבועית של הזמן, ולכן הגרף הוא פרבולה (מזמן 0 והלאה). לכל אחד משלושת הפרמטרים יש תפקיד אחר בצורת הגרף:

  • \(x_0\) - המיקום ההתחלתי: נקודת החיתוך של הגרף עם ציר המיקום.
  • \(v_0\) - המהירות ההתחלתית: השיפוע של הגרף בזמן 0.
  • \(a\) - התאוצה: קובעת את העקמומיות ואת כיוון הפתיחה של הפרבולה.

בגרף האינטראקטיבי שבסוף העמוד אפשר לשנות כל אחד מהפרמטרים ולראות את ההשפעה שלו.

לסיכום, גרף מיקום-זמן מאפשר לנו להבין את תנועת הגוף, לקבוע אם הוא נע במהירות קבועה או משתנה, ואם הוא נע קדימה או אחורה.

מנוחה תנועה קדימה במהירות קבועה תנועה אחורה במהירות קבועה תנועה עם תאוצה
מיקום [מטר]

זמן [שניות]

פרבולה בגרף מיקום-זמן: מה עושה כל פרמטר?

בתנועה בתאוצה קבועה גרף המיקום הוא פרבולה. הזיזו את המחוונים וראו איך כל פרמטר משנה את הגרף.

x(t) = x₀ + v₀t + ½at²

מיקום התחלתי x₀ (m) 0
מהירות התחלתית v₀ (m/s) 12
תאוצה a (m/s²) -3
x₀ - נקודת ההתחלה של הגרף על ציר המיקום (בזמן 0). שינוי שלו מזיז את כל הפרבולה למעלה או למטה, בלי לשנות את הצורה.
v₀ - השיפוע של הגרף בזמן 0 (הקו המקווקו הכחול). חיובי - הגרף מתחיל בעלייה, שלילי - הגרף מתחיל בירידה.
a - קובע את העקמומיות. a חיובי - הפרבולה "מחייכת" (נפתחת למעלה), a שלילי - הפרבולה "עצובה" (נפתחת למטה), ו-a=0 - קו ישר. ככל ש-a גדול יותר בערכו המוחלט, הפרבולה צרה יותר.
כש-v₀ ו-a בסימנים הפוכים, הגוף מאט, נעצר לרגע וחוזר. בנקודת העצירה (העיגול הכתום) השיפוע אפס, כלומר המהירות אפס.


הגשת מטלה

📎

גרור לכאן או לחץ לבחירת קובץ

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