תאוצה.

שלב 1 מתוך 6

מהירות שגדלה

העגלה יוצאת ממנוחה, מקו ההתחלה, והמאוורר דוחף אותה קדימה. בכל שנייה המהירות שלה גדלה ב־0.2 m/s. כמה מהר המהירות משתנה, זו התאוצה:

$a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$$a =$$\frac{\Delta v}{\Delta t}$⁠

השינוי במהירות במטרים לשנייה, חלקי הזמן בשניות: היחידה היא m/s², מטר לשנייה בכל שנייה. כאן a = 0.2 m/s².

גרף המקום כבר לא ישר: העגלה עוברת בכל שנייה יותר מבשנייה הקודמת, והעקומה נעשית תלולה יותר ויותר. הסימנים הכתומים על המסילה מתרחקים זה מזה.

שלב 2 מתוך 6

עגלה שכבר נוסעת

עכשיו העגלה חוצה את קו ההתחלה כשהיא כבר נוסעת ב־0.2 m/s, והמאוורר מוסיף לה 0.15 m/s בכל שנייה. המהירות אחרי זמן $t$⁠ היא המהירות ההתחלתית ועוד מה שנוסף:

$v = v_0 + at$⁠

שוב ישר: בגרף מהירות–זמן, $v_0$⁠ הוא החיתוך עם הציר האנכי, והתאוצה היא השיפוע. ממנוחה $v_0 = 0$⁠, ונשאר $v = at$⁠.

שלב 3 מתוך 6

דחיפה נגד התנועה

עכשיו מוצגים שלושת הגרפים, זה מתחת לזה על אותו ציר זמן: מקום, מהירות ותאוצה. העגלה חוצה את קו ההתחלה ב־0.6 m/s, הרחק מהחיישן, והמאוורר כבוי.

בעוד רגע המאוורר יידלק ויידחוף אחורה, אל החיישן, בתאוצה של −0.3 m/s², כל הזמן. נבאו מה תעשה העגלה.

שלב 4 מתוך 6

תאוצה שלילית, ועגלה שמאיצה

עם מהירות התחלתית של 0.6 m/s ותאוצה של −0.3 m/s², העגלה האטה כי למהירות ולתאוצה היו סימנים הפוכים: המהירות חיובית, והתאוצה מקטינה אותה. אחרי המפנה המהירות שלילית, והתאוצה השלילית מגדילה את הגודל שלה: העגלה מאיצה, אחורה.

עכשיו העגלה מתגלגלת אחורה, אל החיישן, ב־0.1 m/s, והמאוורר כבוי. בעוד רגע הוא יידלק ויידחוף גם הוא אל החיישן, בתאוצה של −0.1 m/s². נבאו: האם העגלה תאיץ או תאט?

שלב 5 מתוך 6

ברגע המפנה

הכלל: עגלה מאיצה כשלמהירות ולתאוצה יש אותו סימן, ומאטה כשהסימנים שלהן הפוכים. התאוצה עצמה לא אומרת אם העגלה מאטה; רק ההשוואה עם המהירות אומרת.

בריצה הזאת, שמתחילה ב־0.6 m/s עם תאוצה של −0.3 m/s², העגלה נעצרת לרגע אחרי שתי שניות, בראש הקשת של גרף המקום, ושם גרף המהירות חוצה את האפס. הסתכלו על גרף התאוצה באותו רגע.

שלב 6 מתוך 6

לסיכום

• התאוצה היא קצב השינוי של המהירות, $a = \dfrac{\Delta v}{\Delta t}$$a =$$\dfrac{\Delta v}{\Delta t}$⁠, ביחידות m/s².
• בתאוצה קבועה המהירות משתנה לפי $v = v_0 + at$⁠: גרף המהירות הוא ישר, והשיפוע שלו הוא התאוצה.
• עגלה מאיצה כשלמהירות ולתאוצה אותו סימן, ומאטה כשהסימנים הפוכים. ברגע המפנה המהירות אפס, והתאוצה לא.

נסו: שנו את מהירות התחלתית ואת תאוצה, ומצאו ריצה שבה העגלה מתחילה בתנועה אל החיישן, נעצרת וחוזרת קדימה. מה צריכים להיות הסימנים?

חזרה לניסוי ↑