by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Διονύσης Μάργαρης στις 22 Απρίλιος 2013 στις 23:49 στην ομάδα Φυσική Γ΄Λυκείου
Πήρα μνμ με το παρακάτω ερώτημα:
Η άσκηση λέει ότι σε οριζόντιο επίπεδο έχουμε ένα ρολό υγείας (αυτό που χρησιμοποιούμε στην τουαλέτα) ακίνητο με ακτίνα r και μάζα Μ. Κάποια στιγμή δίνουμε ώθηση στο ρολό και μου ζητάει να βρω την Ucm όταν η ακτίνα γίνει r/2 και η μάζα Μ/4.
Τι λέτε;
Οι Απαντήσεις εδώ.
Δεν πιστεύω ότι το πείραμα μπορεί να αποδείξει κάτι εδώ.
Έχουμε αντιστάσεις αέρα, τριβή κύλισης κ.λ.π.
Μάλλον παιχνίδι με ένα μοντέλο έχουμε.
Νομίζω πως κάτι δεν διατηρείται. Ίσως η στροφορμή. Ίσως όμως η ενέργεια. Όταν τεντώνονται νήματα ή λωρίδες χαρτιού διατηρείται η ενέργεια ή θερμαίνεται το σύστημα;
Ειλικρινά δε ξέρω. Από την άλλη όμως αν εφαρμοστούν δύο μοντέλα που επιβεβαιωμένα δίνουν σωστές ίδιες απαντήσεις τότε αυτό θα έπρεπε να γινόταν και εδώ. Άρα κάποιο ( ποιο;) δε λειτουργεί…
Καλησπέρα συνάδελφοι.
Με βάση αυτά προκρίνω την διατήρηση της μηχανικής ενέργειας, όπως λέει ο Κώστας Ψυλάκος αλλά και ο Θανάσης Κωστόπουλος στον αρχικό σχολιασμό.
Καλησπέρα και πάλι.
Γιάννη αν βάλουμε κατακόρυφη ταχύτητα u για το κέντρο μάζας, τότε "εμπίπτουμε" σε αυτό που λέει ο Νίκος Ανδρεάδης στο παλιό του σχόλιο. Έχουμε κρούση…
Αλλά στην περίπτωση αυτή η Ν δεν θα είναι αντίθετη του βάρους (το κέντρο μάζας επιταχύνεται κατακόρυφα…) και δεν ισχύει η ΑΔΣ ως προς το ακίνητο σημείο Ο…
Καλησπέρα Διονύση.
Αν διατηρείται η ενέργεια θα ισχύσει η δεύτερη λύση. Διατηρείται αν μιλάμε για κρούση;
Δεν ξέρω Γιάννη αν πρέπει να μιλήσουμε για κρούση.
Αυτή είναι μια πρόταση του Νίκου, την οποία δεν έδωσε επεξεργασμένη…
Θα πρέπει να βάλουμε κατακόρυφη ταχύτητα κ.μ.; Αν και λογική σκέψη, μου φαντάζει παρατραβηγμένη.
Δεν θα την έβαζα στο παιχνίδι, γι΄αυτό πρότεινα τη διατήρηση της ενέργειας, αλλά δεν θα έβαζα και στοίχημα ότι είναι έτσι…
Έπειτα υπάρχει κάτι ιδιαίτερα πολύπλοκο στο θέμα αυτό.
Χωρίς αμφιβολία το κέντρο μάζας του χαρτιού μετατοπίζεται (αριστερά στο δικό μου σχήμα). Αυτό σημαίνει πως οι δυνάμεις τριβής είναι προς τα αριστερά. Για να συμβεί αυτό όμως θα πρέπει να δράσει μια ροπή που θα περιστρέφει αριστερόστροφα (στο δικό μου σχήμα) το ρολό. Ποια ροπή είναι αυτή; Η ροπή του βάρους;
Το αριστερό τμήμα είναι βαρύτερο από το δεξιό και εμφανίζεται η ροπή αυτή;
Όταν η αρχική ώθηση είναι ασήμαντη πρέπει να εξηγήσουμε το ξετύλιγμα, την αύξηση της ταχύτητας και κυρίως την μετατόπιση του Κ.Μ.
Συμφωνώ, ότι όλα αυτά διαμορφώνουν ένα θολό τοπίο…
Δεν θα έβαζα ποτέ κάτι τέτοιο σε μαθητές, αλλά μιας και βρεθήκαμε μπροστά στο πρόβλημα, το σκεφτόμαστε…φωναχτά
Φαίνεται το τμήμα του χαρτιού που σταματά στο οριζόντιο έδαφος να ασκεί οριζόντια δύναμη στο ρολό, προς τα δεξιά στο σχήμα σου. Μήπως είναι αυτής της δύναμης η ροπή που ψάχνουμε;
Αυτή η δύναμη είναι εσωτερική δύναμη στο σύστημα που λέγεται "χαρτί".
Οι μόνες εξωτερικές δυνάμεις είναι η τριβή, η Ν και το βάρος. Η ροπή που προανέφερα πρέπει να νικήσει την ροπή της τριβής, επομένως να προέρχεται από την Ν και το βάρος. Η Ν δεν έχει ροπή ως προς το κέντρο, οπότε το βάρος πρέπει να είναι αριστερότερα του κέντρου.
Η ροπή αυτή προέρχεται από το μισό φύλλο παραπάνω που έχει η αριστερή πλευρά. Μια τέτοια ροπή θα θέσει σε κίνηση ένα ρολό που έχει αρχικά ασήμαντη ταχύτητα;
Αν για να ξετυλιχθεί το χαρτί απαιτείται σημαντική αρχική ώθηση, τότε η τριβή θα μπορούσε να είναι μηδενική ή ακόμα και προς τα δεξιά.
Στέκει το πρόβλημα όπως τέθηκε;
Καλησπέρα. Κάποια στιγμή έγραψα μια σκέψη μου για την ύπαρξη τριβής κύλισης, θεωρώντας ότι χάνεται το απόλυτο κυλινδρικο σχήμα. Αυτή όμως δεν προκαλεί απώλεια στη μηχανική ενέργεια. Εππλεον από ΑΔΜΕ η ταχύτητα V εμπεριέχει και την κατακόρυφη συνιστωσα της ucm. Αν δοκιμάσετε να κάνετε πραγματική δοκιμή με ρόλο, η αρχική ώθηση δεν πρέπει να είναι αμελητέα. Γιάννη νομίζω ότι η μετατόπιση του cm είναι αμελητέα λόγω άνισο κατανομής των μαζών του δεξιού από το αριστερό τμήμα του ρολού.
"Αυτή η δύναμη είναι εσωτερική δύναμη στο σύστημα που λέγεται "χαρτί"."
Γιάννη από τη στιγμή που το τμήμα του χαρτιού που ξετυλίγεται, ακινητοποιείται στο έδαφος, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι ασκεί δύναμη στο ρολό, ωσάν να είναι "άλλο σώμα". Δεν κάνει την ίδια κίνηση όλο το "χαρτί". Εμείς θέλουμε να μελετήσουμε την κίνηση του εναπομείναντος τμήματος που λέγεται "ρολό".
Νίκο καλησπέρα.
Ότι θα ασκηθεί τριβή κύλισης είναι μάλλον σίγουρο. Το ρολό, σε καμιά περίπτωση δεν μπορεί να θεωρηθεί μηχανικό στερεό.
Αλλά αυτή η ροπή δεν βλέπω πώς θα μπορούσε να "ενισχύσει" την κίνηση. Μάλλον προς το αντίθετο συμβάλει. Δηλαδή να τείνει να ακινητοποιήσει το ρολό…
Γεια σου Διονύση.
Ναι η τριβή κύλισης εναντιώνεται στην περιστροφή, πριν όταν το πρωτοανέφερα σαν πιθανότητα ύπαρξης της δεν αναφέρθηκα στο ρόλο της…Άρα ψάχνουμε αιτία επιτάχυνσης ;
Καλημέρα παιδιά.
Διονύση φυσικά έχεις το δικαίωμα να σπάσεις το σύστημα και να μελετήσεις την κίνηση του εναπομείναντος τμήματος που κινείται.
Έχω όμως το δικαίωμα να θεωρήσω ως σύστημα ότι θέλω. Επιλέγω όλο το χαρτί, χωρίς να με απασχολεί το αν είναι μηχανικό στερεό ή όχι. Επιλέγοντας όλο το χαρτί παρατηρώ πως το κέντρο μάζας του μετατοπίζεται αριστερά. Αν αναγκαστικά λοιπόν συμβαίνουν τα εξής:
Ή η ώθηση αποκλείεται να είναι αμελητέα.
Ή η τριβή είναι προς τα αριστερά.