מערבולות מים

עקרונות פיזיקליים מרכזיים:

  • מערכת קואורדינטות גלילית.
  • תנועה מעגלית.
  • תנע זוויתי.
  • מערבולת מאולצת ומערבולת חופשית.
  • סירקולציה.
  • אינטגרל קווי על מסלול סגור.

שאלות המחקר:

  • מציאת מהירות המים כתלות במרחק מציר הסיבוב במערבולת חופשית ובמערבולת מאולצת.
  • מציאת צורת פני המים במערבולת חופשית ובמערבולת מאולצת.
  • חישוב ערך הסירקולציה בדרכים שונות.
  • כיצד תלוי קצב התרוקנות המים ממיכל גלילי בתדירות הסיבוב ההתחלתית שלו?

מערך ומהלך המחקר:

  • בניית מערכת ניסוי סימטרית ויציבה ביותר.
  • המערכת מורכבת ממיכל מים גלילי המחובר למנוע מסתובב, אשר ניתן לשלוט בתדירותו.
  • שימוש במצלמה מהירה לצורך מעקב אחר תנועת המים במיקומים שונים במערבולת.
  • שימוש במצלמה מהירה לצורך אפיון צורת פני המערבולת בזמנים שונים.
גרף המתאר את צורת פני המים במערבולת חופשית
כפי שביצעו זוג תלמידים במרכז אחר"ת.
מטרות העבודה:
  • הבנה מעמיקה של העקרונות הפיזיקליים העומדים מאחורי היווצרות מערבולות שונות.
  • הכרות עם שיטות מחקר שונות, כמו שימוש במצלמה מהירה ועיבוד תמונה.
  • התמודדות עם נושאים מתמטיים שמעבר לרמה הנדרשת בתיכון.
  • התנסות בפיתוח נוסחאות באופן עצמאי.

מקורות עיקריים:

  • Cole Rodney, "Introduction to Classical Fluids" Chapter 3, University of California (2006).

מנחים מייעצים:

  • אלון שפירו.

מנחה/ים:

יולי 2024
יום ראשון יום שני יום שלישי יום רביעי יום חמישי יום שישי שבת
30 ביוני 2024 1 ביולי 2024 2 ביולי 2024 3 ביולי 2024 4 ביולי 2024 5 ביולי 2024 6 ביולי 2024
7 ביולי 2024 8 ביולי 2024 9 ביולי 2024 10 ביולי 2024 11 ביולי 2024 12 ביולי 2024 13 ביולי 2024
14 ביולי 2024 15 ביולי 2024 16 ביולי 2024 17 ביולי 2024 18 ביולי 2024 19 ביולי 2024 20 ביולי 2024
21 ביולי 2024 22 ביולי 2024 23 ביולי 2024 24 ביולי 2024 25 ביולי 2024 26 ביולי 2024 27 ביולי 2024
28 ביולי 2024 29 ביולי 2024 30 ביולי 2024 31 ביולי 2024 1 באוגוסט 2024 2 באוגוסט 2024 3 באוגוסט 2024