מבוא לכוחות

כוחות הם דוחפים ומושכות השולטים בכל היקום. הם יכולים לגרום לדברים לנוע, להאיץ, להאט, לשנות כיוון, או אפילו לשנות את צורת הדברים. מכוחות הכבידה הגדולים ביותר המחזיקים את היקום שלנו יחד, לכוחות השומרים על החלקיקים הקטנים ביותר באטומים יחד, מדענים בילו אלפי שנים בניסיון להבין כוחות. הפעילויות הבאות יסייעו לתלמידים לתפוס כוח ותנועה בכדי שיוכלו להבין טוב יותר את העולם סביבם.

רקע המורה על כוחות

ישנם סוגים רבים ושונים של כוחות השולטים בעולם סביבנו. הם שומרים על האטומים שהופכים את כל החומרים סביבנו יחד, הם שומרים על הפלנטה שלנו מקיפה את השמש, והם מונעים מהאווירה שלנו לטוס לחלל עמוק. בלעדיהם החיים שלנו היו שונים מאוד.

ניתן להפריד כוחות לשתי קטגוריות: קשר ואי קשר . כוחות ללא מגע כוללים מגנטיות וכוח כוח. כוחות המגע כוללים חיכוך והפעלה.

יחידת הכוח, הניוטון , נקראת על שם המדען האנגלי, סר אייזק ניוטון. אף כי ככל הנראה הסיפור על ניוטון והתפוח הנופל אינו נכון, הוא היה המדען הראשון שתיאר את כוח הכבידה באופן מתמטי. בנוסף לעבודתו על כוח ותנועה, ניוטון תרם תרומות רבות גם לאופטיקה, מתמטיקה וביולוגיה.

כוחות הם כמויות וקטוריות , כלומר יש להם גם גודל וגם כיוון. אנו יכולים להראות כוחות על ידי ציור דיאגרמות כוח המשתמשות בחצים כדי להציג את הכיוון בו פועלים הכוחות השונים. אורך החץ מראה את גודל הכוח. כדאי גם לתייג את החץ עם שם הכוח וגודלו בניוטונים (N).

אנו מתארים כוחות כמאוזנים או לא מאוזנים. כוחות מאוזנים מתרחשים כאשר כוחות שווים והפוכים זה מזה. כאשר כוחות מאוזנים, חפצים נשארים נייחים (אם הם כבר היו נייחים) או ממשיכים לנסוע במהירות קבועה. כאשר הכוחות אינם מאוזנים, אובייקט יתחיל לנוע אם היה נייח. אם האובייקט כבר זז, הוא ישנה מהירות או כיוון. בדוגמה הראשונה להלן המטוס ימשיך לנסוע בטיסה קבועה במהירות קבועה. הסיבה לכך היא שהמעלית בעלת אותה גודל, אך היא פועלת בכיוון הפוך למשקל.

Balanced and Unbalanced Forces

דוגמא

התאם אישית את לוח התכנון הזה

(זה יתחיל 2 שבוע חינם ניסיון - לא כרטיס אשראי צורך)

הכוח הכולל הפועל על חפץ מכונה הכוח שהתקבל . בדוגמה של המטוס לעיל, לדוגמת 'הכוחות המאוזנים' אין כוח כתוצאה מכך. בדוגמא 'כוחות לא מאוזנים', ההרמה והמשקל מאוזנים, אך הדחף הוא כוח גדול יותר מהגרירה. לפיכך, יהיה כוח שהתקבל בכיוון הדחף.

Resultant Force

דוגמא

התאם אישית את לוח התכנון הזה

(זה יתחיל 2 שבוע חינם ניסיון - לא כרטיס אשראי צורך)

כדאי לספק הקשר כשמדברים על כוחות כי בכוחות עצמם כוחות יכולים להיות רעיון מופשט למדי. כל התלמידים שלך יהיו בעלי כוחות מנוסים בחיי היומיום שלהם. הסבר כוחות בהקשר מוכר, כמו מסע ברכב או נסיעה באופניים, יכול לעזור לתלמידים להבין טוב יותר מה הם. כדי לאתגר את התלמידים שלך, תנו להם הקשר לא מוכר ומסובך, כמו מרחב. בקש מהתלמידים להתבונן בכוח בנקודות השונות של מסע האסטרונאוט לחלל ובית שוב.

Space Force Diagrams

דוגמא

התאם אישית את לוח התכנון הזה

(זה יתחיל 2 שבוע חינם ניסיון - לא כרטיס אשראי צורך)

שאלות מהותיות לכוחות

1. כיצד קשורים כוחות ותנועה?
2. מה ההבדל בין כוח מגע ואי מגע?
3. כיצד כוחות חשובים בחיינו?

רעיונות נוספים לפעילות כוח

1. הכינו לוח סיפורים המציג איך העולם היה נראה ללא חיכוכים.
2. תכנן רקטה שתסביר כיצד תוכלו להגביר את הדחף ולהקטין את החיכוך או הגרירה.
3. הכינו לוח זמנים של ציר זמן כדי להראות כיצד רעיונות הכוחות שלנו השתנו עם הזמן.

• 13:13 Abseiling 3 • schrodingersduck • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Basketball-28 • Mr ATM • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Boat • The Manual Photographer • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• car skid • TooFarNorth • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• crane • a.affleck • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Detecto Scale • L.Marcio_Ramalho • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Expedition 29 Landing • NASA Goddard Photo and Video • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Flight: Old and New • Ken and Nyetta • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Fridge Magnets • sarnil • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• helicopter • Steven James Gill • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Launch of Apollo 11 • NASA Goddard Photo and Video • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Old Table 137 • hello-julie • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• skies • Martin_Duggan • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• sky • ONaniena • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Slide! • FDWR • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Soyuz Spacecraft in Orbit • NASA on The Commons • רישיון No known copyright restrictions (http://flickr.com/commons/usage/)
• Space Shuttle 30th Anniversary • NASA Goddard Photo and Video • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• The Hubble eXtreme Deep Field • Hubble Space Telescope / ESA • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Tug of War • joshwept • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Van De Graaf Generator • tjmwatson • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• volaaaa!!! • nettaphoto • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)