→ כל המשחקים והשיעורים
ניוטון: הצל את האסטרונאוט
0 / 4
ניוטון, שיעור 2 מתוך 3 · לגילאי 12 ומעלה
4 משימות · 4 משחקים וסימולטורים · ניסוי בבית · כ-50 דקות

איך זזים בחלל כשאין על מה לדרוך?

בחלל אי אפשר ללכת, ואין מעקה להיאחז בו. בשיעור הזה תעגון חללית בלי בלמים, תגלה את החוק השלישי של ניוטון, תציל אסטרונאוט שנסחף, ותבין למה אסטרונאוטים מרחפים.

מה צריך:דף נייר, קשית ומעט נייר דבק.
תזכורת מהשיעור הקודם: דבר ממשיך במה שהוא עושה עד שכוח משנה את זה. בחלל אין חיכוך, אז חללית שנדחפה לא נעצרת לבד.
1
משחק · 10 דקות

עגינה בלי בלמים

כאן החוק הראשון הופך לבעיה. כל לחיצה על מנוע משנה את המהירות, ואז החללית ממשיכה כך לנצח. כדי לעצור, צריך לדחוף לצד ההפוך. הבא את החללית אל נמל העגינה הצהוב במהירות קטנה מ-1.5.

במקלדת: חצים (לחץ קודם על המשחק)
2
החוק השלישי · סימולטור וניסוי בבית · 20 דקות

כל דחיפה דוחפת בחזרה

החוק השלישי: כשאתה דוחף משהו, הוא דוחף אותך באותו כוח, בכיוון ההפוך.זה גם מה שמרים כנף: היא דוחפת אוויר למטה, והאוויר דוחף אותה למעלה. במעבדה הראשונה ראית את זה כחץ אוויר שיורד מאחורי הכנף.
מה זה תנע? נלך לאט

תנע אומר כמה קשה לעצור משהו. כדור טניס שזורקים אליך קל לעצור. משאית באותה מהירות, הרבה פחות. גם מהירות קובעת: משאית שזזה ממש לאט אפשר לעצור בקלות יחסית.

תנע = מסה × מהירותאין כאן אותיות: פשוט כופלים ק"ג במטר לשנייה.

דוגמה פתורה. מחליק של 30 ק"ג נע ב-6 מ/ש. התנע שלו: 30 × 6 = 180.

מחליק של 90 ק"ג נע ב-2 מ/ש. התנע שלו: 90 × 2 = 180. אותו תנע, כי הכבד איטי יותר.

החוק. כששניים דוחפים זה את זה, כל אחד מקבל אותו תנע, לכיוונים הפוכים. אם יודעים את התנע, מוצאים מהירות בחילוק: מהירות = תנע ÷ מסה.

תורך: דחיפה נותנת לכל אחד תנע 120. מחליק של 40 ק"ג: באיזו מהירות יזוז?

מ/ש

תורך: אותה דחיפה (תנע 120). מחליק של 60 ק"ג: באיזו מהירות יזוז?

מ/ש

מחליק של 30 ק"ג ומחליק של 90 ק"ג עומדים על קרח ודוחפים זה את זה. מה יקרה?

התנע של כל צד יופיע כאן

רקטת נייר

  1. גזור או קרע רצועה של כ-5 על 12 ס"מ, וגלגל אותה סביב קשית. הדבק בנייר דבק, כך שהצינור מחליק בקלות על הקשית.
  2. קפל את הקצה העליון והדבק אותו, כדי שהאוויר לא יברח. זאת הרקטה.
  3. נשוף חזק בקשית, מאותו מקום ובאותו גובה, ורשום כמה צעדים הרקטה טסה.
  4. הוסף רצועת נייר מקופלת לאף בנייר דבק, ומדוד שוב. אחר כך הוסף עוד אחת.
רקטה123ממוצע (צעדים)

מלא את המדידות, והגרף יראה מה קרה.

מה אמור לקרות? (לפתוח אחרי הניסוי)

הנשיפה נותנת כוח דומה, אז רקטה כבדה יותר מקבלת תאוצה קטנה יותר. אבל רקטה קלה מדי נעצרת מהר בגלל האוויר, אז לפעמים רקטה עם קצת משקל באף טסה רחוק יותר. אם קיבלת תוצאה כזאת, גילית משהו אמיתי: גם כאן הגרר ממשיך לשחק.

3
משחק · 10 דקות

הצל את האסטרונאוט

הכבל נקרע. האסטרונאוט נסחף לאט מהחללית, יש לו 70 שניות של חמצן, ומה שיש לו ביד זה ציוד. הדרך היחידה לזוז: לזרוק דברים.

איך עובד המשחק

זה אותו חוק של המחליקים. כשאתה זורק חפץ, הוא מקבל תנע לצד אחד ואתה מקבל את אותו תנע לצד השני. כל חפץ נזרק במהירות 12 מ/ש.

דוגמה: זורקים ארגז של 12 ק"ג. התנע שלו 12 × 12 = 144. האסטרונאוט שוקל עכשיו כ-127 ק"ג, אז הוא מקבל 144 ÷ 127, בערך 1.1 מ/ש.

  1. כדי לנוע אל החללית, זרוק חפץ מהחללית והלאה.
  2. אם אתה נע מהר מ-0.8 מ/ש, תתרסק. כדי לבלום, זרוק משהו קטן אל החללית.
  3. שים לב: חפץ קטן לא יספיק כדי להגיע בזמן, וחפץ גדול מדי ידרוש בלימה חזקה.
לזרוק לכיוון
4
סימולטור · 10 דקות

התותח של ניוטון

ב-1687 ניוטון דמיין תותח על הר גבוה מאוד. כדור שנורה נופל לקרקע. מהר יותר, הוא נופל רחוק יותר. ואם הוא מהיר מספיק? הקרקע מתעקמת מתחתיו בדיוק באותו קצב שהוא נופל.

איך משתמשים: קבע מהירות ולחץ אש. כאן אין מה לחשב. נסה 6, אחר כך 7.5, ואז חפש מעל 7.75. המטרה היא לסמן את שלושת הריבועים.

☐ נפל לקרקע☐ הקיף את כדור הארץ☐ ברח מכדור הארץ
למה אסטרונאוטים מרחפים?לא כי אין שם כוח משיכה. בתחנת החלל, בגובה 400 ק"מ, הוא חזק כמעט כמו על הקרקע. הם נופלים כל הזמן, כמו הכדור של ניוטון, ופשוט מחמיצים את כדור הארץ.
★
מבחן הנווט

4 שאלות לתעודה

צוות
חלל

תעודת צוות חלל

 

השיעור הבאבונים רקטה ומכוונים למאדים
קלע למאדים ←
למבוגר שמלווה