אקדח הגומיות
ניתוח מלא של המרות האנרגיה—מהמתיחה ועד הפגיעה
הכירו את המערכת
🎯 רובה הגומיות - המרות אנרגיה
לחצו במסך, משכו ימינה לכיוון ושחררו לירי!
⚡ המרות האנרגיה
נוסחת האנרגיה האלסטית: E = ½kx² — ככל שמושכים יותר, יותר אנרגיה נאגרת!
שלב 1
מותחים את הגומייה
כימית (שריר) ← אלסטית (גומייה)
שלב 2
מחזיקים מתוח
אנרגיה אלסטית מאוחסנת בגומייה!
שלב 3
משחררים!
אלסטית ← קינטית (הגומייה עפה!)
שלב 4
פגיעה במטרה
קינטית ← קול + חום + תנועה
ניתוח מעמיק
בואו נבין כל שלב לעומק:
שלב 1 - מתיחה:
השרירים ביד משתמשים באנרגיה כימית (מהמזון שאכלתם) כדי למתוח את הגומייה. ככל שמותחים יותר—יותר אנרגיה מועברת.
שלב 2 - אחסון:
הגומייה המתוחה מכילה אנרגיה אלסטית. היא "רוצה" לחזור לצורתה המקורית, אבל האצבע מחזיקה אותה.
שלב 3 - שחרור:
ברגע שמשחררים, האנרגיה האלסטית הופכת לאנרגיה קינטית. הגומייה מאיצה ועפה קדימה.
שלב 4 - פגיעה:
כשהגומייה פוגעת במטרה, האנרגיה הקינטית מתפזרת: חלק הופך לקול (הרעש), חלק לחום (הגומייה והמטרה מתחממות קצת), וחלק מזיז את המטרה.
סך האנרגיה נשאר קבוע בכל השלבים—רק הצורה משתנה!
מעקב אנרגיה
| שלב | סוג אנרגיה | איפה היא נמצאת? |
|---|---|---|
| לפני המתיחה | כימית | בשרירי היד (מהמזון) |
| במהלך מתיחה | כימית ← אלסטית | עוברת מהיד לגומייה |
| גומייה מתוחה | אלסטית | מאוחסנת בגומייה |
| טיסה באוויר | קינטית | בתנועת הגומייה |
| פגיעה במטרה | קול + חום + תנועה | מתפזרת לסביבה |
עובי הגומייה
גומייה עבה יותר = יותר אנרגיה אלסטית = יריה חזקה יותר
גומייה עבה קשה יותר למתיחה—אבל מאחסנת יותר אנרגיה!
מרחק המתיחה
מתיחה רחוקה יותר = יותר אנרגיה אלסטית = מהירות גבוהה יותר
יש גבול! אם מותחים יותר מדי—הגומייה נקרעת.
השוואה לנשק עתיק
קשת וחץ
• מותחים את המיתר
• אנרגיה אלסטית נאגרת
• משחררים—החץ עף!
• אותו עיקרון כמו אקדח גומיות
קטפולטה
• דוחסים קפיץ או מותחים חבל
• אנרגיה אלסטית נאגרת
• משחררים—אבן עפה!
• שימש במצורים על מבצרים
האנושות השתמשה באנרגיה אלסטית אלפי שנים!
ניסוי בבית
נסו לבדוק את העקרונות בעצמכם:
- קחו שתי גומיות—אחת דקה ואחת עבה
- מתחו את שתיהן לאותו מרחק
- שחררו לעבר אותה מטרה
- איזו הגיעה רחוק יותר?
- עכשיו נסו עם אותה גומייה—מתיחות שונות!
שאלה לחשיבה
אם נורה גומייה ישר למעלה—מה קורה לאנרגיה שלה בדרך למעלה ובדרך למטה?
בדרך למעלה:
• מתחילה עם אנרגיה קינטית (תנועה מהירה)
• האנרגיה הקינטית הופכת לאנרגיה פוטנציאלית (גובה)
• בנקודה הגבוהה ביותר: קינטית = 0, פוטנציאלית = מקסימום
בדרך למטה:
• האנרגיה הפוטנציאלית הופכת בחזרה לקינטית
• הגומייה מאיצה
• בפגיעה בקרקע: כל האנרגיה הופכת לחום, קול, ותנועה
שימו לב: בגלל התנגדות אוויר, חלק מהאנרגיה הופך לחום בדרך—לכן הגומייה לא חוזרת לאותו גובה!
העיקרון של אחסון אנרגיה אלסטית משמש בהרבה מערכות מודרניות:
• בליסטראות לזריקת מטוסים—קפיץ ענק או גומי מאיץ מטוסים מנושאות
• מנגנון נעילה בדלתות—קפיץ שומר את הבריח במקום
• שעונים מכניים—קפיץ מפותל מספק אנרגיה
• משגרי צעצועים—אותו עיקרון כמו אקדח גומיות!