החוברת · דף לימוד
תיאור תנועה
מדעים · כיתה ח׳ · פרק 5: כוחות, תנועה ומכונות פשוטות
איך מודדים ומתארים תנועה - מהירות, מרחק וזמן
למה חשוב לתאר תנועה במדויק?
"המכונית נוסעת מהר" - זה תיאור לא מדויק. כמה מהר? 50 קמ"ש? 100 קמ"ש? בפיזיקה אנחנו צריכים מספרים מדויקים כדי לתאר תנועה!
מרחק
כמה רחוק עבר הגוף? נמדד במטרים או קילומטרים
זמן
כמה זמן לקח? נמדד בשניות, דקות או שעות
מהירות
כמה מהר? הקשר בין מרחק לזמן - נמדד במ'/שנייה או קמ"ש
מהירות: הנוסחה הבסיסית
מהירות היא המרחק שגוף עובר ביחידת זמן נתונה. ככל שהמהירות גבוהה יותר, הגוף יעבור מרחק גדול יותר בזמן קצר יותר.
d
---
v | t
• d = v × t (מרחק = מהירות × זמן)
• v = d / t (מהירות = מרחק / זמן)
• t = d / v (זמן = מרחק / מהירות)
זכרו: מהירות היא קצב שינוי המיקום. ככל שהמהירות גבוהה יותר, המיקום משתנה מהר יותר!
מהירות רגעית לעומת מהירות ממוצעת
מהירות רגעית
המהירות ברגע מסוים - כמו מה שמראה מד המהירות במכונית ברגע זה.
מאפיינים:
• משתנה כל הזמן
• מתייחסת לרגע ספציפי
• זה מה שמראה מד מהירות
דוגמאות:
• "עכשיו אני נוסע 60 קמ"ש"
• "במעלה, המהירות ירדה ל-40 קמ"ש"
• "ברגע השיא הרץ הגיע ל-10 m/s"
מתי משתמשים?
כשרוצים לדעת מה קורה עכשיו
מהירות ממוצעת
המהירות הכוללת לאורך מסלול שלם - המרחק הכולל חלקי הזמן הכולל.
מאפיינים:
• ערך אחד לכל הנסיעה
• לוקחת בחשבון עצירות והאטות
• מחושבת: v_avg = d_total / t_total
דוגמאות:
• "הנסיעה לתל אביב היתה בממוצע 80 קמ"ש"
• "המרתון נרץ בממוצע 4 m/s"
• "הטיול כולו היה בממוצע 5 קמ"ש" (כולל הפסקות!)
מתי משתמשים?
כשרוצים לדעת ביצועים כלליים
בדרך כלל, מהירות רגעית משתנה לאורך הנסיעה (עליות, ירידות, פקקים), אבל מהירות ממוצעת היא מספר אחד שמסכם הכל.
גרף מרחק-זמן (Distance-Time Graph)
גרף מרחק-זמן מראה איך המיקום משתנה לאורך זמן. זה כלי חזותי עוצמתי לניתוח תנועה!
שיפוע תלול = מהירות גבוהה
שיפוע מתון = מהירות נמוכה
שיפוע אפס (קו אופקי) = מהירות אפס
גרף מרחק-זמן מספר את סיפור התנועה - איפה הגוף היה בכל רגע, וכמה מהר הוא נע!

מהירות קבועה
קו ישר עולה באלכסון
השיפוע קבוע = המהירות קבועה
מכונית בשיוט (cruise control) - נוסעת 80 קמ"ש קבוע
האצה
קו עקום שמתלקח כלפי מעלה
השיפוע גדל = המהירות עולה
מכונית שמאיצה מעצירה - המהירות עולה מ-0 ל-100 קמ"ש
האטה
קו עקום שמשתטח
השיפוע קטן = המהירות יורדת
מכונית שבולמת - המהירות יורדת עד לעצירה מלאה
גרף מהירות-זמן (Velocity-Time Graph)
גרף מהירות-זמן מראה איך המהירות משתנה לאורך זמן. הוא משלים את גרף המרחק-זמן!
מרחק = שטח מתחת לגרף מהירות-זמן
שיפוע חיובי = האצה
שיפוע שלילי = האטה
שיפוע אפס = מהירות קבועה
גרף מהירות-זמן מאפשר לנו לראות שינויים במהירות בקלות - מתי מאיצים, מתי מאטים, ומתי נעים בקצב קבוע.
דוגמאות חישוב מהירות
אופניים בשכונה
רוכב אופניים עבר 3 ק"מ ב-15 דקות.
נתונים:
d = 3 km
t = 15 min = 0.25 h
פתרון:
v = d/t = 3/0.25
v = 12 km/h
מהירות סבירה לאופניים בשכונה!
ספרינטר במרוץ
אתלט רץ 100 מטר ב-10 שניות.
נתונים:
d = 100 m
t = 10 s
פתרון:
v = d/t = 100/10
v = 10 m/s
(זה שווה ל-36 קמ"ש - מהיר מאוד!)
טיול רגלי
קבוצה הלכה 12 ק"מ ב-3 שעות.
נתונים:
d = 12 km
t = 3 h
פתרון:
v = d/t = 12/3
v = 4 km/h
מהירות ממוצעת סבירה להליכה (כולל הפסקות)
נסיעה בכביש מהיר
מכונית נוסעת במהירות 110 קמ"ש למשך 1.5 שעות. כמה מרחק עברה?
נתונים:
v = 110 km/h
t = 1.5 h
פתרון:
d = v × t = 110 × 1.5
d = 165 km
המכונית עברה 165 קילומטר.
שני רצים רצו מרתון (42 ק"מ). רץ A סיים ב-3 שעות, רץ B סיים ב-4 שעות. האם אפשר לדעת בוודאות מי רץ מהר יותר באמצע המרוץ?
מכונית נוסעת 120 ק"מ בשעתיים. מה מהירותה הממוצעת? ואם היא האיצה מ-0 ל-100 קמ"ש ב-10 שניות, מה התאוצה?