מבט נוסף על פתרון בעיות במכניקה

מאת חנה ברגר, מורה לפיזיקה, בית הספר להנדסאים, אוניברסיטת תל אביב.

 
כאשר אתם מתכוננים לבחינת המתכונת או הבגרות במכניקה, אתם פותרים בעיות רבות, מרביתן משלבות כמה נושאים יחד.
לפעמים מבקשים מכם תרשים כוחות, לפעמים מבקשים מכם לתאר את התנועה ולחשב  תאוצות, העתקים או מהירויות ולפעמים שואלים אתכם על האנרגיה המכנית של הגופים.
מה דעתכם, עם סיום פתרונה של עוד שאלה, לעצור לרגע (כן, כן, גם אם לא התבקשתם לעשות זאת בשאלה וגם אם יש לכם עוד "מאתיים" שאלות לפתור) ולספר את סיפור השאלה בשלושת ההיבטים גם יחד: היבט דינמי (כוחות), היבט קינמטי (תנועה) והיבט אנרגתי .
מן ההיבט הדינמי: שרטטו את תרשים הכוחות הפועלים על הגוף. ציינו מי מפעיל את כל אחד מן הכוחות והאם הכוח קבוע או משתנה.
מן ההיבט הקינמטי: קבעו מהי התאוצה של הגוף, האם היא קבועה או משתנה ובהתאם לכך מהו אופי התנועה של הגוף, האם מהירות הגוף גדלה, קטנה. האם קצב שינוי המהירות קבוע או משתנה? (כן, רצוי גם לשרטט גרפים מתאימים של התנועה).
כאשר אתם קובעים את התאוצה של הגוף, בדקו אם יש התאמה בינה לבין שקול הכוחות הפועלים על הגוף. (לדוגמה, אם שקול הכוחות משתנה, לא יתכן שתאוצת הגוף תהיה קבועה)
מן ההיבט האנרגתי:  קבעו האם מתבצעת עבודה מכנית על הגוף, על ידי אילו כוחות? האם הכוחות משמרים? אילו אנרגיות מכניות יש לגוף בתנועתו? מי מן האנרגיות משתנה ומי לא? האם האנרגיה המכנית הכוללת של הגוף נשמרת או לא?
ושוב, תוך הסתכלות על ההיבט הדינמי, בדקו האם יש התאמה בין מה שכתבתם על הכוחות, לבין מה שכתבתם על העבודה המתבצעת על הגוף או על שימור (או אי שימור) האנרגיה המכנית הכוללת של הגוף.
ובהסתכלות על ההיבט הקינמטי, בידקו האם יש התאמה בין שינויי האנרגיה שעובר הגוף לבין תאור התנועה שלו?
ועכשיו, אתם מוזמנים לעבור לשאלה הבאה, ואם לא תצליחו לפתור אותה משיקולי קינמטיקה, אולי ההסתכלות האנרגתית דווקא תעזור לכם. תלמידים שלי מספרים שזה עזר להם.....
זכרו, פתרון בעיה בפיזיקה אינו הצבה בנוסחאות, אלא ניתוח פיזיקאלי של אירועים. הקפידו להבין את הבעיה ותהיו כבר בחצי הדרך לפיתרונה.

בהצלחה!