מטוטלת - מקבילית כוחות

נבנה יחד עם התלמידים מטוטלת שמסוגלת להתאזן על כל משטח.
דרך בנית המטוטלת נסביר לתלמידים מה זה מומנט ווקטור.

למטוטלת שתי זרועות, כל אחת מן הזרועות מושכת את המטוטלת מטה. הכוח שהזרוע מפעילה על
מרכז המטוטלת תלוי באורכה של הזרוע ובמסה שבקצה הזרוע. הכוח השקול של שתי הזרועות,
פועל לכיוון מטה ישר לשפיץ התחתון של הריבוע. הכוח השקול גדול מהכוח שכל זרוע מפעילה 
בעצמה, משום שפועל כוח כל כך חזק בשפיץ התחתון של הריבוע קל לאזן את המטוטלת על כל
משטח. 


דרך נוספת להסתכל על הנושא היא מרכז הכובד (CG). לכל עצם יש נקודה שנקראת מרכז הכובד,
מרכז הכובד היא נקודה דימיונית שנמצאת במרכז הממוצע של כל נקודות המסה בגוף. במטוטלת 
שלנו מרכז הכובד נמצא בדיוק מתחת לשפיץ התחתון של הריבוע (במידה וכדורי הפלסטלינה בגודל
ומרחק זהה). כאשר אנחנו שמים את האצבע תחת הריבוע אנחנו מרגישים את מרכז הכובד מושך
את המטוטלת כלפי מטה. כאשר המטוטלת שלנו נוטת הצידה מרכז הכובד שלה עולה למעלה -
ומשום שהוא שואף לחזור לנקודה הנמוכה ביותר שהוא יכול המטוטלת חוזרת לאיזון.


סרטון בניה



סרטון הסבר על מרכז כובד



לאחר שבנינות את המטוטלת ואיזנו אותה על משטחים שונים - נראה מה קורה כאשר אנו משנים את המשקלים
של כדורי הפלסטלינה? ומה קורה כאשר אנו משנים את מיקומם של הכדורים על גבי השיפוד? על ידי שינוי המשקל
ואורך הזרועה אנחנו משנים את המומנט של הזרוע ומשנים את מיקום של מרכז הכובד - כך אנחנו גורמים
למטוטלת לטות לצד אחד. (4 דרכים).

נעשה עם הילדים תחוריות - מי יכול לאזן את המטוטלת על שטח הפנים הקטן ביותר. מי יכול לאזן את המטוטלת על
הראש מבלי שהיא תיפול....