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:

מאי 2023
יום ראשון יום שני יום שלישי יום רביעי יום חמישי יום שישי שבת
30 באפריל 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
1 במאי 2023

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

סדנת מנחים צבירי גליל

סדנת מנחים צבירי גליל
2 במאי 2023

מובילי חקר ארצי- מקוון

מובילי חקר ארצי- מקוון
3 במאי 2023

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
4 במאי 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
5 במאי 2023 6 במאי 2023
7 במאי 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
8 במאי 2023

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
9 במאי 2023

חופשת לג בעומר

חופשת לג בעומר
10 במאי 2023

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
11 במאי 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
12 במאי 2023 13 במאי 2023
14 במאי 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
15 במאי 2023

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
16 במאי 2023 17 במאי 2023

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
18 במאי 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
19 במאי 2023 20 במאי 2023
21 במאי 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
22 במאי 2023

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
23 במאי 2023

מובילי חקר ארצי- מקוון

מובילי חקר ארצי- מקוון
24 במאי 2023

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
25 במאי 2023

חופשת שבועות

חופשת שבועות
26 במאי 2023

חופשת שבועות

חופשת שבועות
27 במאי 2023
28 במאי 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית כיתה יב
29 במאי 2023

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

סדנת מנחים צבירי גליל

סדנת מנחים צבירי גליל
30 במאי 2023 31 במאי 2023

הכשרת מורים חט"ב

הכשרת מורים חט"ב
1 ביוני 2023

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
2 ביוני 2023 3 ביוני 2023