דוגמאות לשאלות של תנועה לינארית אחידה

# דוגמאות לשאלות של תנועה לינארית אחידה

תנועה לינארית אחידה (GLB) היא מושג יסוד בפיזיקה. זוהי תנועה של עצם לאורך מסלול ישר במהירות קבועה. משמעות הדבר היא שאין תאוצה, והמהירות נשארת קבועה לכל אורך הדרך. מאמר זה יספק מספר דוגמאות לבעיות GLB ופתרונותיהן כדי לעזור לכם להבין טוב יותר מושג זה.

## הגדרה בסיסית של GLB

Sebelum masuk ke contoh soal, kita ulas dahulu beberapa מושגים בסיסיים dari Gerak Lurus Beraturan. Dalam GLB, persamaan kecepatan didefinisikan sebagai:

\[ v = \frac{s}{t} \]

אֵיפֹה:
– \(v \) היא המהירות,
– \(s \) הוא המרחק,
– \(t \) הוא זמן.

מכיוון שהמהירות קבועה, ניתן לתאר את המרחק שעברו באמצעות משוואה לינארית:

\[ s = v \× t \]

עם:
– \(s \) הוא המרחק שעבר,
– \(v \) היא מהירות קבועה,
– \(t \) הוא הזמן הנדרש.

# # # שאלות לדוגמה ודיון

#### שאלה 1: חישוב מרחק

שְׁאֵלָה:
מכונית נוסעת במהירות קבועה של 60 קמ"ש במשך שעתיים. כמה רחוק נוסעת המכונית?

פִּתָרוֹן:
באמצעות נוסחת המרחק הבסיסית ב-GLB, (s = v כפול t):

– מהירות (\(v \)) = 60 קמ"ש
– זמן (\(t \)) = שעתיים

מרחק שעבר (\( שניות \)):
\[ s = v \× t \]
\[ s = 60 \, \text{קמ"ש} \x2 \, \text{שעות} \]
\[ s = 120 \, \text{ק"מ} \]

אז, המרחק שעברה המכונית הוא 120 ק"מ.

#### שאלה 2: חישוב זמן

שְׁאֵלָה:
הולך רגל נע במהירות קבועה של 5 קמ"ש. אם עליו לכסות מרחק של 15 ק"מ, כמה זמן ייקח?

פִּתָרוֹן:
באמצעות הנוסחה הבסיסית לזמן ב-GLB, \( t = \frac{s}{v} \):

– מרחק (\(שניות \)) = 15 ק"מ
– מהירות (\(v \)) = 5 קמ"ש

זמן נדרש (\(t \)):
\[ t = \frac{s}{v} \]
[t = \frac{15 \, \text{ק"מ}}{5 \, \text{ק"מ/שעה}}]
\[ t = 3 \, \text{חסימה} \]

אז הזמן הדרוש להולך רגל הוא 3 שעות.

שאלה 3: חישוב מהירות

שְׁאֵלָה:
רוכב אופניים עובר 18 ק"מ בשעה וחצי. מהי המהירות הקבועה של רוכב האופניים?

פִּתָרוֹן:
באמצעות הנוסחה הבסיסית למהירות ב-GLB, \( v = \frac{s}{t} \):

– מרחק (\(שניות \)) = 18 ק"מ
– זמן (\(t \)) = שעתיים

מהירות (\(v \)):
\[ v = \frac{s}{t} \]
[v = \frac{18 \, \text{ק"מ}}{1.5 \, \text{שעה}} \]
\[ v = 12 \, \text{קמ"ש} \]

לכן, המהירות הקבועה של רוכב האופניים היא 12 קמ"ש.

#### שאלה 4: שילוב של מרחק וזמן

שְׁאֵלָה:
רכבת נוסעת 240 ק"מ במהירות קבועה. אם לוקח 3 שעות לכסות את הרבע הראשון של המרחק, חשב את הזמן הכולל הנדרש להשלמת המסע כולו.

פִּתָרוֹן:
ראשית, אנו מחשבים את המרחק של רבע (1/4) מהמסע הכולל:
s_1 = 1/4 כפול 240, ק"מ
\[ s_1 = 60 \, \text{ק"מ} \]

הרכבת מכסה 60 ק"מ ב-3 שעות. אז, מהירות הרכבת:
[v = \frac{60 \, \text{ק"מ}}{3 \, \text{שעה}} \]
\[ v = 20 \, \text{קמ"ש} \]

לאחר מכן, נחשב את הזמן הכולל לנסיעה של 240 ק"מ במהירות של 20 קמ"ש:
\[ t = \frac{s}{v} \]
[t = \frac{240 \, \text{ק"מ}}{20 \, \text{ק"מ/שעה}}]
\[ t = 12 \, \text{חסימה} \]

אז, הזמן הכולל הנדרש לרכבת כדי לכסות את כל המסע הוא 12 שעות.

#### שאלה 5: השוואת מרחקים בין שני עצמים

שְׁאֵלָה:
שתי מכוניות, A ו-B, נוסעות במהירויות קבועות של 60 קמ"ש ו-80 קמ"ש בהתאמה. אם הן מתחילות לנוע באותו זמן מנקודות שונות, מה המרחק ביניהן לאחר שעתיים?

פִּתָרוֹן:
מכונית א':
\[ v_A = 60 \, \text{קמ"ש} \]
\[ t = 2 \, \text{חסימה} \]
\[ s_A = v_A \× t \]
\[ s_A = 60 \, \text{קמ"ש} \x2 \, \text{שעות} \]
\[ s_A = 120 \, \text{ק"מ} \]

מכונית ב':
\[ v_B = 80 \, \text{קמ"ש} \]
\[ t = 2 \, \text{חסימה} \]
\[ s_B = v_B \× t \]
\[ s_B = 80 \, \text{קמ"ש} \x2 \, \text{שעות} \]
\[ s_B = 160 \, \text{ק"מ} \]

הפרש המרחק בין השניים:
\[ \דלתאס = s_B – s_A \]
[Δs = 160, ק"מ – 120, ק"מ]
\[ \דלתאס = 40 \, \text{ק"מ} \]

אז, אחרי שעתיים, המרחק בין שתי המכוניות הוא 40 ק"מ.

### סיכום

תנועה לינארית אחידה היא מושג יסוד בפיזיקה המתאר תנועה במהירות קבועה. באמצעות הדוגמאות המוצגות, הקוראים צפויים להבין טוב יותר כיצד ליישם את נוסחת התנועה הליניארית האחידה הבסיסית במצבים שונים. בעיות אלו לא רק מסייעות להבנה תיאורטית אלא גם ליישום מעשי בחיי היומיום. כדי להבין טוב יותר את התנועה הליניארית האחידה, מומלץ להמשיך ולתרגל מגוון בעיות.