כוחות

חומר רקע

הגרביטציה (כוח הכובד)
כוח משיכת כדור הארץ הפועל על גופים שנמצאים בסביבתו. כוח זה מקנה לגופים משקל.

שיווי משקל ומרכז הכובד
שיווי משקל - מוגדר כמצב פיזיקלי שבו כל הכוחות הפועלים על גוף מאוזנים על ידי כוחות מנוגדים.
מרכז הכובד - או מרכז המסה, הנה נקודה קבועה בתוך גוף שדרכה עובד הכוח הפועל על הגוף עקב משיכת כדור הארץ, ללא תלות במצב של הגוף.
פעילות מס' 1 - כוח הכובד (הגרביטציה)
המטרה - המחשת המושג על ידי סידרת הדגמות

כלים וחומרים
1. כדור פלסטלינה בגודל של גולה
2. גולת זכוכית
3. חרוז עץ
4. מגש פח או פלסטיק

הפעילות
1. יש להשליך את שלושת העצמים בעת ובעונה אחת מעל המגש מגובה של 1 מ' או יותר
2. האם ישנו הבדל בזמנים בין הזמן של פגיעת כל אחד מן העצמים
3. יש לחזור על הניסיון מגבהים שונים

תוצאה ומסקנות
אין הבדל בזמני פגיעת העצמים בקרקע משום שכוח הכובד משפיע על מהירות הנפילה באותו אופן עבור כל חפץ ללא תלות במשקלו, נפחו או הרכבו.




פעילות מס' 2 - כוח הכובד (הגרביטציה)
מטרה - להראות שלתנועה אופקית אין כל השפעה על תנועה אנכית גרביטציונית.
חומרים וכלים
1. שני אטבי כביסה
2. גומייה רחבה באורך של כ- 8 ס"מ
3. 2 גולות זכוכית או פלסטיק
פעילות
1. לסדר את הגומייה סביב אחד האטבים ולאחר מכן לפתוח אותו ולאלץ כניסת גולה בין רגלי האטב נגד מתח הגומייה (שרטוט)
2. למקם גולה שניה בין רגלי האטב השני
3. להחזיק את שני האטבים צמודים דופן לדופן ומכוונים הצידה במקביל לרצפה
4. ללחוץ על שני ראשי האטבים בעת ובעונה אחת. באותה עת כדור אחד יתחיל ליפול לכיוון הרצפה והשני ינוע במקביל לה
5. יש להאזין ולהתבונן היטב ולראות מה קורה
האם ישנו הפרש בזמני פגיעת שני הכדורים בקרקע?
אפשר לחזור על הניסויים בגבהים שונים. יש להיזהר מפגיעה בילדים

תוצאה ומסקנות
זמן פגיעת שני הכדורים בקרקע יהיה זהה, כלומר אין השפעה של כוחות אופקיים ותנועה אופקית על מהירות הנפילה




פעילות מס' 3 - שיווי משקל ומרכז הכובד
מטרה - המחשת המושגים על ידי סדרת הדגמות
כלים וחומרים
1. מוט/ סרגל עץ או פלסטיק באורך של כ- 30 ס"מ לכל ילד או לכל שלשה ילדים
פעילות
1. למבקש מהילדים לעמוד כך שצידם יד אחת ורגל אחת צמודות לקיר
2. לבקש מהם לנסות להרים את הרגל השניה הצידה הרחק מן הקיר, לפישוק באוויר. לא ניתן לעשות זאת. מה קורה כשהגב ורגל אחת צמודים לקיר ואילו רגל שניה מונפת קדימה?
3. למבקש מהילדים להניח את אצבע יד ימין ואצבע יד שמאל משני צידי הסרגל כך שהסרגל יהיה שעון עליהן
4. יש לנסות לקרב את האצבעות זו לזו- היכן הן נפגשות ביחס לסרגל?
5. לנסות לאזן את הסרגל על אצבע אחת בנקודה שאינה מרכזו. הסרגל לא יתאזן - מדוע ?

תוצאה ומסקנות
כאשר אנו משנים את מצב הגוף ביחס לקרקע אנו למעשה מזיזים את מרכז הכובד שלנו ביחס אליה. רק כאשר מרכז הכובד ממוקם מעל רגלינו נוכל למעשה לימוד, אחרת לא יוכלו רגלינו לאזן אותנו.



פעילות מס' 4 - עיפרון הקסם
מטרה - המחשת המושג מרכז הכובד
כלים וחומרים
1. חוט ברזל קשיח, אך ניתן לכיפוף ביד (כ- 30 סמ' לכל תלמיד)
2. עפרון עץ לכל תלמיד
3. פלייר לכיפוף החוט
4. מפתח או חפץ דומה שישמש כמשקולת לכל תלמיד

פעילות
1. ללפף את קצה חוט הברזל סביב העיפרון במרחק של כ- 2 ס"מ מן הקצה, כך שנוצרות לולאה או שתיים הדוקות (אפשר להעזר בפלייר)
2. את הקצה השני של החוט יש לעקל בצורת קשת וליצור כיפוף קטן כלפי פנים (ראה סרטוט)