הבורג המעופף של דה-וינצ'י

מבוא:  רבות מהמצאותיו של ליאונרדו דה-וינצ'י (Leonardo Da-Vinci), כלל לא נבנו בתקופתו ונשארו רק במחברותיו. בין המצאותיו של דה-וינצ'י, ניתן למצוא טנקים, צוללות וגם כלי תעופה מוזר שאמור להתרומם אנכית בדומה למסוקים בימינו (ראו תמונה). אך האם דגם זה באמת מסוגל לעוף? האם נחוצים מעט שינויים ושיפורים? או שהרעיון כולו מועד לכשלון?

תמונה המתארת את הבורג המעופף. מתוך מחברתו של ליאונרדו דה-וינצ'י.

עקרונות פיזיקליים מרכזיים:

  • כוח עילוי ומקדם עילוי.
  • כוח גרר ומקדם גרר.
  • עקרון ברנולי ומשוואת ברנולי.
  • אפקט קואנדה.
  • זווית התקפה.

שאלות המחקר:

  • מהי התלות של כוח העילוי בתדירות הסיבוב?
  • למי יש יכולות תעופה טובות יותר לדגם גדול או קטן?
  • האם הדגם שתיכנן ליאונרדו דה-וינצ'י מסוגל לעוף?
  • כיצד ניתן לשפר את תוכניותיו של דה-וינצ'י?

מערך ומהלך המחקר:

  • בניית מודלים של כנפיים והצבתם במנהרת רוח להבנת מאפייניהם של כוח העילוי וכוח הגרר.
  • בניית מודל של הבורג המעופף וחקירת הכוחות הפועלים עליו.
  • שימוש במדי כוח, בשער אופטי ובמצלמה מהירה על מנת לחשב את כוח העילוי ותדירות הסיבוב של הדגם.
תמונה המתארת את כוח העילוי של הדגם כתלות בתדירות הסיבוב שלו
כפי שביצעו זוג תלמידים במרכז אחר"ת.

מטרות העבודה:

  • הבנה מעמיקה של כוחות העילוי והגרר ושל התופעות הפיסיקליות הגורמות להיווצרותם.
  • בניית דגם שידמה בצורה הטובה ביותר את תוכניותיו של ליאונרדו דה-וינצ'י.
  • הכרות נרחבת עם שיטות מחקר מתקדמות בתחום, כמו עבודה עם מנהרת רוח ובניית דגמים לצורך ניסויים ומחקר.
  • רכישת מיומנות בפיתוח תיאוריות פיסיקליות והפרכתן או אישושן בעזרת ניסוי ותהיה.

מקורות עיקריים:

  • Da Vinci , Leonardo, "Notebooks", volume 2, chapter 18 (1490-1495).

מנחים מייעצים:

  • אלון שפירו.

מנחה/ים:

ינואר 2024
יום ראשון יום שני יום שלישי יום רביעי יום חמישי יום שישי שבת
31 בדצמבר 2023

חופשת חורף

חופשת חורף

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב
1 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף
2 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף
3 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף
4 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא
5 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף
6 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף
7 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב
8 בינואר 2024

חופשת חורף

חופשת חורף

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה
9 בינואר 2024 10 בינואר 2024

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב
11 בינואר 2024

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא
12 בינואר 2024 13 בינואר 2024
14 בינואר 2024

קבוצת פיתוח פדגוגי - ט' מצטיינים

קבוצת פיתוח פדגוגי - ט' מצטיינים

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב
15 בינואר 2024

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה
16 בינואר 2024 17 בינואר 2024

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב
18 בינואר 2024

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא
19 בינואר 2024 20 בינואר 2024
21 בינואר 2024

קבוצת פיתוח פדגוגי - ט' מצטיינים

קבוצת פיתוח פדגוגי - ט' מצטיינים

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב
22 בינואר 2024

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה
23 בינואר 2024 24 בינואר 2024

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב
25 בינואר 2024

חג הנביא אליהו, עיד אל־חד'ר

חג הנביא אליהו, עיד אל־חד'ר

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא
26 בינואר 2024 27 בינואר 2024
28 בינואר 2024

ט' מצטיינים-ערב סיום

ט' מצטיינים-ערב סיום

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יב
29 בינואר 2024

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה

מסלול הכשרת מנחי חקר פיזיקה
30 בינואר 2024 31 בינואר 2024

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב

מסלול הכשרת מורי/ות מדעים חט"ב
1 בפברואר 2024

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא

פיזיקה מחקרית קבוצה איזורית – יא
2 בפברואר 2024 3 בפברואר 2024