by 
Δημοσιεύτηκε από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 12 Οκτώβριος 2010 και ώρα 23:30
Ένα σώμα μάζας 1kg ηρεμεί στο πάνω άκρο ενός κατακόρυφου ελατηρίου, το άλλο άκρο του οποίου στηρίζεται στο έδαφος. Προσφέροντας ενέργεια 2J στο σώμα, το μετακινούμε κατακόρυφα, μέχρι τη θέση που το ελατήριο αποκτά το φυσικό μήκος του και σε μια στιγμή που θεωρούμε t=0 το αφήνουμε να κινηθεί. Το σώμα κινείται προς τα κάτω (εκτελώντας α.α.τ.) μέχρι τη χρονική στιγμή t1 πριν σταματήσει στιγμιαία.
Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λανθασμένες, δικαιολογώντας τις απαντήσεις σας.
i) Τη στιγμή t1 το ελατήριο έχει δυναμική ενέργεια 2J.
Το ίδιο σώμα αφήνεται να πέσει πάνω στο ελατήριο από ύψος h=0,5m, οπότε για όσο χρόνο το σώμα βρίσκεται σε επαφή με το ελατήριο, εκτελεί α.α.τ.
ii) Η ενέργεια της ταλάντωσης αυτής είναι 7J.
iii) Ο χρόνος που το σώμα ….
Η συνέχεια στο Blogspot.
Μέσα από τέτοιες “απλές” ασκήσεις, οι μαθητές μπορούν να ελέγξουν τις γνώσεις τους και την ικανότητά τους να επιλύουν τα σχετικά προβλήματα. Στη συγκεκριμένη άσκηση φαίνεται να υπάρχουν τρεις στόχοι:
α) κατανόηση της “ενέργειας ταλάντωσης”
β) διάκριση μεταξύ δυναμικής ενέργειας ελατηρίου και δυν. ενέργειας ταλάντωσης
γ) η ημιπερίοδος είναι ανεξάρτητη του πλάτους ταλάντωσης αλλά (ταυτόχρονα) είναι ίση με το χρόνο μετάβασης μεταξύ δύο ακραίων θέσεων.
και … πάλι μπράβο Διονύση !!!
Καλή δουλειά Διονύση
και σωστές οι επισημάνσεις του Νίκου.
Για να δικαιώνεται και ο επί τούτου επιλέξας το κατακόρυφο ελατήριο, αντί του οριζοντίου, στις ταλαντώσεις της Β΄τάξης …
(“συγγραφική” παροιμία: όποιος περιμένει να επαινέσουν τις επιλογές του στη συγγραφή ενός βιβλίου περιμένει επί ματαίω …)
Δεν είναι τυχαίο Βαγγέλη που όλοι θέλουμε την παρέα σου. (Μάλλον θα συνέβαλε το κατακόρυφο ελατήριο στο βιβλίο της Β’ τάξης. Δεν εξηγείται αλλιώς !!)
Νίκο και Βαγγέλη, σας ευχαριστώ για τα καλά σας λόγια.
Πραγματικά Νίκο έπιασες τους στόχους της παραπάνω ανάρτησης, Να πω μόνο την αφορμή.
Έκανα στην τάξη μια άσκηση με παρόμοιο θέμα, την οποία συναντά κανείς σε όλα τα βοηθήματα, στην οποία ζήταγε το πλάτος ταλάντωσης όταν το σώμα αφήνεται να πέσει πάνω στο ελατήριο. Εκεί λοιπόν διαπίστωσα πόσο μεγάλα προβλήματα παρουσιάζουν στη σκέψη τους οι μαθητές μας. Μαθητές που από τις 20 Ιουνίου διδάσκονται ταλαντώσεις, πρώτα στα φροντιστήριά τους (ας μην κρυβόμαστε) και ύστερα στο σχολείο. Τι έχουν μάθει; Τι καταλαβαίνουν;
Θέση ισορροπίας! Ποια είναι η ρημάδα αυτή η θέση; Και είναι η ίδια όταν το σώμα είναι τοποθετημένο πάνω στο ελατήριο και ίδια αν πέσει από ψηλά;;;
Το σώμα δεν θα αρχίσει να επιβραδύνεται όταν έρθει σε επαφή με το πάνω άκρο του ελατηρίου;
Η θέση ισορροπίας δεν ταυτίζεται με το φυσικό μήκος του ελατηρίου, οπότε εκεί έχουμε και την μέγιστη ταχύτητα;
Και αφού το ελατήριο θα συμπιεστεί περισσότερο δεν θα διαρκέσει και περισσότερο χρόνο η συμπίεση του ελατηρίου; Και ποια είναι η ενέργεια ταλάντωσης (δεν μιλάμε για την εξίσωση, αυτήν την ξέρουν όλοι…); Και γιατί να είναι στο παραπάνω παράδειγμα 7J=2J+5J όπου 5J η δυναμική ενέργεια του σώματος; Και πώς συνδέεται αυτή η δυναμική ενέργεια και επηρεάζει την ενέργεια ταλάντωσης; Συμπέρασμα;
Προπονούμαι τους μαθητές μας σε δύσκολες ασκήσεις, χωρίς κανένα υπόβαθρο ή καλύτερα σε ένα σαθρό υπέδαφος… Κτίζουμε στην άμμο…