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:

דצמבר 2022
יום ראשון יום שני יום שלישי יום רביעי יום חמישי יום שישי שבת
27 בנובמבר 2022

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
28 בנובמבר 2022

סדנה הרב תחומי עמל מדעים ואומנויות נהריה

סדנה הרב תחומי עמל מדעים ואומנויות נהריה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
29 בנובמבר 2022 30 בנובמבר 2022

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית

סדנה בחטב השלום

סדנה בחטב השלום

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
1 בדצמבר 2022

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
2 בדצמבר 2022 3 בדצמבר 2022
4 בדצמבר 2022

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
5 בדצמבר 2022

סדנא בחט"ב זרזיר

סדנא בחט"ב זרזיר

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
6 בדצמבר 2022 7 בדצמבר 2022

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
8 בדצמבר 2022

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
9 בדצמבר 2022 10 בדצמבר 2022
11 בדצמבר 2022

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
12 בדצמבר 2022

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
13 בדצמבר 2022

מובילי חקר ארצי- מקוון

מובילי חקר ארצי- מקוון
14 בדצמבר 2022

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית

סדנה בחטב אמירים

סדנה בחטב אמירים

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
15 בדצמבר 2022

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
16 בדצמבר 2022 17 בדצמבר 2022
18 בדצמבר 2022

סדנה פעילה לתלמידי כיתה י יאנוח ג'ת

סדנה פעילה לתלמידי כיתה י יאנוח ג'ת

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
19 בדצמבר 2022

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

סדנת מנחים צבירי גליל

סדנת מנחים צבירי גליל
20 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
21 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
22 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
23 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
24 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה
25 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה

חופשת חורף

חופשת חורף
26 בדצמבר 2022

חופשת חנוכה

חופשת חנוכה

חופשת חורף

חופשת חורף
27 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף

מובילי חקר ארצי- מקוון

מובילי חקר ארצי- מקוון
28 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית
29 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
30 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף
31 בדצמבר 2022

חופשת חורף

חופשת חורף