מדידות פיזיקליות, יחידות SI, סדרי גודל ופירוק וחיבור וקטורים במישור
מדידות פיזיקליות, יחידות SI, סדרי גודל ופירוק וחיבור וקטורים במישור
פרק 1 — למידה מודרכת ותרגול מעמיק
מטרות למידה מרכזיות:
- הבנת מהות המדידה בפיזיקה, הכרת שלוש יחידות היסוד (מטר, קילוגרם, שנייה) וביצוע המרות יחידות בסיסיות
- הבחנה חדה בין גודל סקלרי (ערך מספרי בלבד) לגודל וקטורי (גודל בעל כיוון במרחב)
- הגדרת וקטור במישור ושרטוטו במערכת צירים קרטזית
- פירוק וקטור לרכיבי איקס ו-וואי באמצעות פונקציות טריגונומטריות בסיסיות (סינוס וקוסינוס)
- שחזור גודל הווקטור וכיוונו מתוך רכיביו בעזרת משפט פיתגורס ופונקציית הטנגנס
- חיבור וקטורים גרפי בשיטת ראש-אל-זנב ובשיטת המקבילית
- חיבור וקטורים אנליטי בשיטת הרכיבים לקבלת וקטור שקול
מדידות פיזיקליות ומערכת היחידות הבינלאומית
גודל פיזיקלי הוא כל תכונה של הטבע הניתנת למדידה כמותית. כל תוצאת מדידה חייבת לכלול מספר ולידו יחידת מידה מוסכמת. ללא יחידת מידה, למספר אין כל משמעות פיזיקלית.
במכניקה אנו מתבססים על שלוש יחידות בסיס עיקריות:
- מטר (m): יחידת הבסיס למדידת אורך ומרחק.
- קילוגרם (kg): יחידת הבסיס למדידת מסה.
- שנייה (s): יחידת הבסיס למדידת זמן.
מעבר בין קילומטרים למטרים נעשה על ידי כפל באלף, ומעבר משעות לשניות נעשה על ידי כפל בשלושת אלפים ושש מאות.
תרגיל 1
רמת קושי: בסיסינתון וקטור העתק במישור באמצעות רכיביו הקרטזיים ביחידות מטרים:
חשבו את גודלו (הנורמה) של וקטור ההעתק.
שלב 1: שימוש במשפט פיתגורס לחישוב גודל וקטור מרכיביו הניצבים:
שלב 2: הצבת הרכיבים המספריים וחישוב השורש במטרים:
תרגיל 2
רמת קושי: בסיסישני וקטורים נתונים באמצעות רכיביהם במערכת צירים קרטזית:
חשבו את המכפלה הסקלרית (מכפלת נקודה) שבין שני הווקטורים.
שלב 1: הגדרת המכפלה הסקלרית כסכום מכפלות הרכיבים המקבילים בצירים השונים:
שלב 2: הצבת הנתונים המספריים: