web analytics

Θέματα ΟΕΦΕ 2014 στη Φυσική.

Δημοσιεύτηκε από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 13 Μάιος 2014 και ώρα 14:00

Οι κυκλικοί ομογενείς δίσκοι Δ1 και Δ2 του σχήματος έχουν μάζα Μ = 4 kg και ακτίνα R = 0,2 m ο καθένας. Το κέντρο μάζας του δίσκου (Δ1) συνδέεται κατάλληλα στο ελεύθερο άκρο του ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k= 150 N/m, το άλλο άκρο του οποίου είναι στερεωμένο ακλόνητα. Τα κέντρα μάζας Ο1 και Ο2 των δύο δίσκων συνδέονται με λεπτό, αβαρές και μη εκτατό νήμα. Στο κέντρο μάζας του δίσκου (Δ2) έχουμε προσαρμόσει μικρό ανιχνευτή ηχητικών κυμάτων αμελητέας μάζας. Στη βάση (Β) του κεκλιμένου επιπέδου υπάρχει πηγή ηχητικών κυμάτων συχνότητας fs = 680 Hz. Η πηγή των ηχητικών κυμάτων και ο ανιχνευτής στο δίσκο (Δ2) βρίσκονται στην ίδια ευθεία, παράλληλη προς το κεκλιμένο επίπεδο.

Κόβουμε το νήμα που συνδέει τα κέντρα των δύο δίσκων οπότε ο δίσκος (Δ2) αρχίζει να κυλιέται χωρίς να ολισθαίνει. Η συχνότητα που καταγράφει ο ανιχνευτής τη στιγμή που ο δίσκος (Δ2) φτάνει στη βάση (Β) του κεκλιμένου επιπέδου, ελάχιστα πριν συγκρουστεί με την ηχητική πηγή, είναι fA = 700 Hz.

Δ1. Να υπολογίσετε το μήκος της διαδρομής που διανύει το κέντρο μάζας του δίσκου (Δ2) μέχρι να φτάσει στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου.

Δ2. Για ποιες τιμές του συντελεστή οριακής στατικής τριβής η κίνηση του δίσκου (Δ2) γίνεται χωρίς ολίσθηση;

Δ3. Να υπολογίσετε το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας του δίσκου (Δ2) όταν φτάσει στη βάση (Β) του κεκλιμένου επιπέδου.

Δ4. Να παραστήσετε γραφικά τη συχνότητα του ήχου που καταγράφει ο ανιχνευτής σε συνάρτηση με το χρόνο, από τη στιγμή που κόψαμε το νήμα μέχρι ο δίσκος (Δ2) να φτάσει στη βάση (Β) του κεκλιμένου επιπέδου.

Δ5. Να υπολογίσετε το χρονικό διάστημα που απαιτείται ώστε ο δίσκος (Δ1) να σταματήσει για πρώτη φορά μετά το κόψιμο του νήματος, αν κυλιέται στο κεκλιμένο επίπεδο χωρίς να ολισθαίνει.

 

Δίνονται: Η ροπή αδράνειας του κάθε δίσκου ως προς άξονα που διέρχεται από το κέντρο του και είναι κάθετος στο επίπεδο του

 

Η συνέχεια σε pdf. ή εδώ.

 

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
2 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια