פיזיקה בהסבר
דחיפות והתנגשויות, נדנדות, מגנטים והזוהר הצפוני, חם וקר, ולמה GPS צריך את איינשטיין, בשפה פשוטה.
דחיפות והתנגשויות
- ילדים
דברים ממשיכים לעשות את מה שהם עושים עד שמשהו דוחף אותם. קשה יותר להאיץ דבר כבד מאשר דבר קל. כששתי עגלות מתנגשות, כל "תנופה" שאחת מאבדת, השנייה מרוויחה.
בדקו את עצמכם: אם עגלה גדולה פוגעת בעגלה קטנה שעומדת במקום, איזו מהן תנוע מהר יותר אחר כך?
הקטנה: בהתנגשות קפיצית, עגלה של 2 ק"ג במהירות 3 מ'/ש' שולחת עגלה של 1 ק"ג במהירות 4 מ'/ש'.
נדנדות ומטוטלות
- ילדים
מטוטלת באורך מטר אחד צריכה כ-2 שניות לתנודה הלוך וחזור, לא משנה כמה היא שוקלת. מטוטלות ארוכות יותר מתנודדות לאט יותר, ולכן שעונים ישנים השתמשו בהן למדידת זמן.
בדקו את עצמכם: האם נדנדה כבדה יותר נעה הלוך וחזור מהר יותר?
לא. רק האורך (והכבידה) קובעים את הזמן, כל עוד התנודות קטנות.
התנגדות אוויר
- בני נוער
כדור שנזרק במהירות 40 מ'/ש' (90 מייל לשעה) היה עף כ-153 מ' בלי אוויר. כשהאוויר דוחף לאחור, הוא מגיע רק לכ-94 מ'. הגרר גדל עם ריבוע המהירות, ולכן עצמים מהירים מרגישים הרבה יותר ממנו.
בדקו את עצמכם: עם אוויר, האם 45° היא עדיין הזווית הטובה ביותר לזריקה למרחק?
לא: לכדור הזה הזווית הטובה ביותר היא כ-41°, מעט נמוכה יותר.
מגנטים והזוהר הצפוני
- בני נוער
השמש נושבת רוח של חלקיקים טעונים במהירות של כ-400 ק"מ/ש'. השדה המגנטי של כדור הארץ גורם להם לנוע בספירלה לאורך קווי השדה לכיוון הקטבים, שם הם פוגעים באוויר העליון וגורמים לו לזהור: הזוהר הקוטבי.
בדקו את עצמכם: למה רואים זוהר קוטבי בעיקר ליד הקטבים?
שם קווי השדה המגנטי של כדור הארץ צוללים לתוך האטמוספרה ומכוונים את החלקיקים פנימה.
למה GPS צריך את איינשטיין
- מכללה קהילתית
לווייני GPS נושאים שעונים אטומיים. מכיוון שהם גבוהים, היכן שהכבידה חלשה יותר, השעונים האלה מקדימים בכ-46 מיקרו-שניות ביום; מכיוון שהם נעים מהר, הם מאחרים בכ-7. ההקדמה נטו של כ-38 מיקרו-שניות ביום הייתה מוסיפה כ-12 ק"מ של שגיאת מיקום בכל יום אילו לא תוקנה.
בדקו את עצמכם: איזו השפעה גוברת ב-GPS: מהירות או כבידה?
כבידה: השעונים מקדימים בסך הכול, ולכן מכוונים אותם מעט לאט לפני השיגור.
מוכנים למשוואות? המשיכו עם המתמטיקה צעד אחר צעד. · נסו במעבדת הפיזיקה