שאלה בפיסיקה

[pilot23]

שאלה בפיסיקה

שלום, אשמח אם תוכלו לעזור לי בשאלה הבאה: מדובר בשאלה בחשמל: נתון מטען נקודתי בעל מסה m ומטען שלילי q . המטען נמצא במנוחה בדיוק במרכז בין שני לוחות קבל שקיבולו C , המחובר למקור מתח ישר U. המרחק בין הלוחות הוא d. לוחות הקבל מקבילים לקרקע. א. הסבר מהו קיבול חשמלי של גוף? ב. סרטט את המערכת (מקור מתח, קבל ומטען נקודתי) וציין בה את כיוון השדה החשמי שמייצר הקבל בלבד.. והסבר מדוע קבעת כך! ג. מעוניינים להחליף את החלקיק הטעון בחלקיק אחר בעל אותו מטען חשמלי אבל בעל מסה גדולה פי 3 מזו של החלקיק המקורי . כמו כן מעוניינים שהחלקיק החדש ישאר במנוחה בין הלוחות. כיצד יש לשנות את המרחק בין הלוחות כדי להצליח בהחלפה (שים לב: המתח נשאר מחובר)? ד. ברגע מסוים מנתקים את מקור המתח מהקבל. מה תהיה תאומת החלקיק החדש כתוצאה מכך ? נמק! תודה רבה!

 

[prefect]

מה השאלה בעצם?

איפה נתקעת? מה ניסית? מה את לא מבינה?

 

[pilot23]

מה שלא הבנתי

את א' הצלחתי. בסעיף ב' סרטטתי את המערכת.. אך לא ידעתי לצייר את כיוון השדה .. ואת ג' ו-ד' לא הבנתי בכלל...

 

[prefect]

רמזים

ב) שדה חשמלי הוא היחס בין הכוח המופעל על מטען לגודל המטען, כלומר הכיוון של השדה החשמלי הוא הכיוון בו מופעל הכוח על מטען חיובי. לאיזה כיוון היה נמשך מטען חיובי אם היינו שמים אותו בין שני הלוחות? ג) אם החלקיק נמצא המנוחה, זה אומר שסכום הכוחות הפועלים עליו הוא אפס. בסה''כ מדובר בכוח הכבידה ובכוח שהשדה החשמלי מפעיל. אם אחרי הגדלת המסה של החלקיק האיזון נשמר, זה אומר שגם עוצמת השדה השתנתה. השאלה היא רק פי כמה, ואיזה שינוי במרחק בין הלוחות (כאשר המתח נשאר קבוע) היה גורם לשינוי הזה ד) מה זה "תאומת החלקיק"?

 

[pilot23]

הבהרה

אחלה, הבנתי את סעיף ב'... יצא לי שהכיוון הוא מטה כי החלקיק נדחה מהקבל העליון שטעון חיובית מהסוללה. לא הבנתי את ג'.. באיזו נוסחא צריך להשתמש? ובסעיף ד', התכוונתי תאוצת החלקיק... דרך אגב, ממה מורכב המטען של חלקיק אלפא? תודה.

 

[pilot23]

הקפצה

אתה יכול להמשיך לעזור לי?

 

[pilot23]

אולי מישהו אחר?

.

 

[pilot23]

אופס, בדיוק הגבת מתי שאני הגבתי.

.

 

[prefect]

אחלה

ב' - טוב מאוד בסעיף ג', כמו שאמרנו, אנחנו צריכים לרשום שתי משוואות דומות. אחת לגבי החלקיק המקורי, ואחת לגבי החלקיק שהוא כבד פי 3. בשני המקרים אנו יודעים שהחלקיק נשאר באותו מקום, כלומר סכום הכוחות הפועלים עליו הוא 0. הכוח הראשון הוא המשקל של החלקיק, והכוח השני הוא הכוח שהשדה החשמלי מפעיל. כפי שכבר אמרנו, הכוח הזה הוא עוצמת השדה כפול המטען של החלקיק, ומוון שהמטען הוא שלילי וכיוון השדה הוא למטה, הכוח שפעול על החלקיק הוא למעלה. בשלב ראשון, נחשב את הקשר בין שתי עוצמות השדה בשני המקרים (בנחה שכל מה שמשתנה בין המשוואות זה המסה של החלקיק ועוצמת השדה). ובשלב שני, צריך לחשב כיצד צריך לשנות את המרחק בין הלוחות כדי לגרום לשינוי כזה בעוצמת השדה. ד' - תאוצת החלקיק מושפעת אך ורק מסכום הכוחות הפעולים עליו. כוח כבידה לא הולך להשתנות, והמטען של החלקיק לא משתנה, מה שאומר שרק שינוי בשדה החשמלי יכול להשפיע על התאוצה של החלקיק. ממה מושפע השדה החשמלי ומה יקרה לו לאחר ניתוק החוטים? חלקיק אלפא מורכב משני ניוטרונים ושני פרוטונים, והמטען הלשמלי שלו הוא המטען של שני הפרוטונים

 

[pilot23]

תגובה

את סעיף ג' משום מה אני לא מצליחה.. יש סיכוי שאתה ממש רושם את המשוואת כדי שאוכל להבין? את סעיף ד' אני חושבת שהבנתי... אם רק שינוי בשדה משפיע זה אומר... שאם מנתקים את מקור המתח אין שדה? ואז התאוצה מתאפסת? דרך אגב, אתה סטודנט לפיסיקה?

 

[prefect]

אוקי, אני רואה שיש כאן כוונה להבין

ולא לרשום את התושבה הסופית בשיעורי בית בסעיף ג', המשואה הראשונה היא: mg-Eq=0 כאשר מגדילים את המסה פי 3, כדי שהמשוואה תישאר תקפה צריכים להגדיל פי 3 גם את השדה: 3mg-3Eq=0 אם השדה נוצר ע''י לוחות בהפרש פוטנציאלים V ובמרחק d: E=V/d על מנת להגדיל את השדה פי 3, צריכים להקטין את המרחק בין הלוחות פי 3: d1=d/3=>E1=3E ולגבי סעיף ד', כמעט נכון: כמנתקים את מקור המתח, אותם המטענים נשארים על הלוחות, לכן טכנית זה פשוט לא משנה (אפשר להגיד שגם לפני וגם אחרי הניתוק לא היה זרם דרך החוטים, כך שלמעשה ניתוק המקור לא שינה דבר). הפרש המתחים יהיה אותו הפרש מתחים, שדה יהיה אותו שדה, ותאוצה תהי אותה תואצה (אפס) הייתי סטודנט לפיסיקה, כבר סיינתי ללמוד..

 

[pilot23]

תגובה נוספת

בהחלט אין לי כוונה לרשום תשובה סופית בשיעורי הבית, אלא רק להבין. אני מאוד מאוד מודה לך על העזרה!! יש לך אולי טיפים לתת לי אם אני מתקשה בנושא מסוים?

 

[prefect]

טיפים לפיסיקה של תיכון

דבר ראשון, אם את מתקשה במשהו - פשוט תשאלי. בפורום הזה לא אוהבים להגיב לשאלות בסגנון "תפתרו לי את שיעורי הבית", אבל על שאלות יותר תיאורטיות תמיד ישמחו לענות

וטיפ יותר כללי: בכל נושא בפיסיקה של תיכון צריך להתחיל מלהבין את הנושא בצורה אינטואיטיבית, רק לאחר מכן לעבור לנוסחאות, ורק לאחר מכן לחישובים מעשיים. אין מה לזכור בע''פ בתיכון - להפך, לדעתי ברוב המקרים במקום לזכור כל נוסחה שהיא עדיף לזכור כיצד לפתח אותה בכמה דקות מעקרונות פשוטים ואינטואיטיביים. אולי לפעמים נראה שבשביל שיעורי הבית ומבחנים צריך רק לזכור את התוצאות הסופיות, אבל הבנה אמיתית של החומר, ויכולת לענות לשאלות טיפה יותר קשות מגיעה תמיד מהבנה של העקרונות הבסיסיים ויכולת לפתח נוסחאות בעצמך