by 
Δημοσιεύτηκε από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 26 Απρίλιος 2015 και ώρα 9:00
Ένα σώμα μάζας m ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο, δεμένο στο άκρο οριζόντιου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k=200Ν/m, στη θέση Α.
i) Να σχεδιάστε και να υπολογίστε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα στην θέση αυτή.
Σε μια στιγμή ασκούμε στο σώμα μια σταθερή οριζόντια δύναμη, μέτρου F=40Ν, με αποτέλεσμα μετά από λίγο να φτάνει στη θέση Β, έχοντας μετατοπισθεί κατά x1=0,4m.
ii) Να υπολογιστεί η ενέργεια που μεταφέρεται στο σώμα μέσω του έργου της δύναμης F.
iii) Λαμβάνοντας υπόψη το νόμο του Ηοοke, ότι για να επιμηκυνθεί το ελατήριο κατά Δℓ, απαιτείται να του ασκηθεί δύναμη F΄=k∙Δℓ, να σχεδιάστε τη δύναμη που ασκείται στο σώμα από το ελατήριο. Είναι σταθερή ή όχι η δύναμη αυτή (Fελ) στη διάρκεια της μετακίνησης από το Α στο Β;
iv) Να υπολογίστε το έργο της ….
Η συνέχεια στο Blogspot.
Υπάρχει και άλλη Δυναμική Ενέργεια.
Υπάρχει και άλλη Δυναμική Ενέργεια.
Διονύση καλημέρα. Έκανες βλέπω ”θεωρία” για το νόμο Hook , (κάτι που θα μπορούσε να υπάρχει στο σχολικό εγχειρίδιο και να διδάσκεται), κι όχι τα ”ξερά” F=2x+3 (s.i.) και να ζητείται το έργο κ.λ.π., μπράβο!! Αν και στην αρχή ,βλέποντας το σχήμα και τον τίτλο, νόμιζα ότι το πήγαινες για τη Γ’Λυκείου, με δύναμη που ασκείται και μετά καταργείται… αλλά φεύ!
Καλημέρα Διονύση που ασχολήθηκες με κάτι που γενικώς δεν τυχαίνει της δέουσας προσοχής .
Η εφαρμογή είναι πολύ καλή για να αναφέρουμε πως δεν συμπίπτει η δυναμική ενέργεια ταλάντωσης με την δυναμική ενέργεια του ελατηρίου..
(Το ρόλο της F παίζει το βάρος αν το ελατήριο ηταν κατακόρυφο ) η ( η F παίζει το ρόλο του βάρους αν θεωρήσουμε ότι το σώμα βρίσκεται σε οριζόντιο ομογενές βαρυτικό πεδίο)
Καλή άσκηση Διονύση.
“Η εφαρμογή είναι πολύ καλή για να αναφέρουμε πως δεν συμπίπτει η δυναμική ενέργεια ταλάντωσης με την δυναμική ενέργεια του ελατηρίου.”
Γιάννη, επειδή συμβαίνει να έχω γράψει το καρατομηθέν κεφάλαιο των Ταλαντώσεων στη Β΄ Γενικής, ρίξε μια ματιά αν έχεις το παλιό βιβλίο…
Η γνώμη μου ως Φυσικός και όχι, μόνο, ως συγγραφέας: φάουλ, κόκκινη κάρτα στους καρατομήσαντες…
Πρόδρομε, Γιάννη και Βαγγέλη, καλησπέρα.
Σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Η ανάρτηση απευθύνεται στην Α΄Λυκείου, γνωρίζοντας ότι δεν υπάρχει στην ύλη!
Η δυναμική ενέργεια του ελατηρίου, δεν διδάσκεται πουθενά, αλλά στο τέλος, ώ του θαύματος, θεωρείται γνωστή:-)
Προτείνω λοιπόν στους συναδέλφους να την διδάξουν στην Α΄τάξη, σαν εφαρμογή του έργου μεταβλητής δύναμης.
Θα αναρτήσω και κάτι ακόμη σαν Φ.Ε. και … Ὅστις θέλει ὀπίσω μου ἐλθεῖν!
πρέπει όμως και να τους πούμε ότι η δύναμη είναι συντηρητική αλλιώς κινδυνεύουν να αντιστοιχούν δυναμική ενέργεια σε οποιαδήποτε δύναμη
Καλησπέρα Χαράλαμπε.
Συμφωνώ ότι θα πρέπει να ειπωθεί και όχι μόνο.
Επειδή δύσκολα περνάει η λογική της συντηρητικής δύναμης, ας συνδεθεί και ας αναδειχθεί η αναλογία με το έργο του βάρους…
Ξέρουμε ότι σε ένα πραγματικό λάστιχο ή σε ένα πραγματικό ελατήριο οι δυνάμεις δεν είναι συντηρητικές. Βρόχος υστέρησης.
Το τεντωμένο (πραγματικό) λάστιχο έχει δυναμική ενέργεια;
Το παραμορφωθέν ελατήριο τι ενέργεια διαθέτει;
Δεν θα επιθυμούσα απάντηση σχετιζόμενη με πεδία, -gradU , κ.λ.π.
Οι παρακάτω μηχανές διαθέτουν δυναμική ενέργεια;
Πάντως συντηρητικές δυνάμεις δεν ασκούν.
Δυναμική ενέργεια μόνο οι διατάξεις των ασκήσεων διαθέτουν;
Καλημέρα Γιάννη.
δίκιο έχεις στα παραπάνω σχόλιά σου, αλλά νομίζω ότι τη στιγμή που θα επιλέξουμε να διδάξουμε τη δυναμική ενέργεια του ελατηρίου, θα πρέπει να το κάνουμε χωρίς τα παραπάνω παραδείγματά σου.
Θα πρέπει να μείνουμε και να επιμείνουμε σε συντηρητικές συμπεριφορές…
Δεν είπα να περάσουμε σε εκζητήσεις.
Δυναμική ενέργεια (λέμε στα παιδιά) είναι η οφειλόμενη σε θέση η παραμόρφωση.
Η επίκληση συντηρητικών δυνάμεων προκαλεί παρανοήσεις.
-Κύριε μια σταθερή, κατά μέτρο διεύθυνση και φορά, δύναμη είναι συντηρητική;
-Φυσικά ναι.
-Ακόμα και αν την ασκώ με το χέρι;
-Ναι ξέρεις αλλά… το πεδίο…. του πεδίου…. ώ πεδίο … δυναμικό…..
Αν ήταν καλή η επίκληση συντηρητικών δυνάμεων σε μικρούς θα την είχε κάνει και ο Αλεξόπουλος.
Θα μπορούσα να ρωτήσω αν διαθέτει δυναμική ενέργεια το αεροβόλο ψαροντούφεκο αν ήθελα να δυσκολέψω περισσότερο όποιον χρησιμοποιεί είτε συντηρητικότητες είτε μικροκοσμικές προσεγγίσεις. Φυσικά ένα παιδί θα μου απαντούσε καταφατικά.
Όσο για τις μηχανές που έστειλα θεωρώ ότι είναι πολύ καλά παραδείγματα για την παρουσίαση της δυναμικής ενέργειας. Προσφέρω έργο στην μηχανή αλλά αυτή (όσο παραμένει οπλισμένη) δεν δίνει έργο πίσω. Αυτό σημαίνει ότι αυξήθηκε η ενέργειά της.
Η ενέργεια αυτή οφείλεται σε παραμόρφωση στα τόξα και τους καταπέλτες ενώ σε θέση στους λιθοβόλους.
Η επίκληση των συντηρητικών δυνάμεων θα γίνει αργότερα.
Θέλει δουλειά για να παρουσιαστεί στο βαρυτικό πεδίο, να γενικευτεί στο ελατήριο και να δειχθεί η μη συντηρητικότητα της τριβής.
Αλίμονο αν όλα αυτά αποτελούν προϋποθέσεις της παρουσίασης της δυναμικής ενέργειας.
Η τελευταία (νομίζω) γίνεται και στο Γυμνάσιο ή ακόμα νωρίτερα.
Κάθε πράγμα στον καιρό του και τον Αύγουστο τα grad.
Γεια σου Γιάννη.
Όταν είπα να μιλήσουμε για συντηρητικές δυνάμεις προφανώς δεν εννοούσα να διδάξουμε grad!!!
Απλά όταν μιλήσουμε για το βάρος και έργο ανεξάρτητο της διαδρομής, να εντάξουμε στην ίδια κατηγορία και το έργο της δύναμης του ελατηρίου, χωρίς πολλές … επεξηγήσεις.
Ας μάθουν να το χρησιμοποιούν και τα θεωρητικά, ας έπονται…
Θα μιλήσουμε για συντηρητικές δυνάμεις.
Κάνω αυτό της παρουσίασης:
Φυσικά ξέρω ότι δεν κάνεις θεωρητική Φυσική σε μικρούς.
Έχω επιλέξει να παρουσιάζω την δυναμική ενέργεια ως ενέργεια που οφείλεται σε θέση ή παραμόρφωση ή και στα δύο.
Έτσι το αεροβόλο ψαροντούφεκο έχει δυναμική ενέργεια διότι μίκρυνε ο όγκος του αέρα παρά το ότι το έργο για να το οπλίσω είναι μεγαλύτερο από αυτό που θα μου επιστραφεί.
Παρά το ότι η εσωτερική ενέργεια είναι κινητική των μορίων του αέρα.
Το ότι οι συντηρητικές μόνο δυνάμεις οδηγούν σε δυναμική ενέργεια μπορείς να το πεις αλλά είναι επικίνδυνο. Μπορεί να οδηγήσουμε ένα καλό μαθητή στο συμπέρασμα ότι η δυναμική ενέργεια υπάρχει μόνον θεωρητικά. Εκτός να το πεις στον Ηλεκτρισμό ή τέλος πάντων όταν μιλάς για πεδία.
Το ξέρω ότι δεν αναφέρουμε το grad.
Θα μπορούσα να πω “και τον Αύγουστο οι συντηρητικές δυνάμεις” αλλά είναι πάνω από μιά λέξη με το άρθρο της.
Θέλω να πω ότι όπως δεν μου αρέσει να μιλάμε για διατήρηση μηχανικής ενέργειας όταν οι δυνάμεις είναι συντηρητικές (και όχι όταν δεν έχω απώλειες), έτσι δεν μου αρέσει (είμαι και εμπαθής) ο συσχετισμός δυναμικής ενέργειας-συντηρητικών δυνάμεων.
Παρά το ότι (όπως φαίνεται στην παρουσίαση) ασχολούμαι με αυτές η ιστορία τελειώνει εκεί.