Μικρός δακτύλιος Σ, που μπορεί να θεωρηθεί σημειακός, μάζας m = 0,1kg και φορτίου q = 10-6C, είναι κολλημένος στο ένα άκρο ιδανικού οριζόντιου ελατηρίου σταθεράς k = 10N/m, που έχει το φυσικό του μήκος l0 = 0,3m, ενώ το άλλο του άκρο Ο είναι ακλόνητο. Ο δακτύλιος μπορεί να κινείται χωρίς τριβές σε κατακόρυφο μονωτικό οδηγό ΚΛ όπως στο σχήμα. Στο σημείο Ο τοποθετούμε ακλόνητο σημειακό φορτίο Q = 2.10-6C και αφήνουμε ελεύθερο το σύστημα ελατήριο – Σ να κινηθεί από την οριζόντια θέση.
i) Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις στην αρχική θέση και να υπολογίσετε τα μέτρα τους. Ποια είναι η αρχική επιτάχυνση του δακτυλίου;
ii) Όταν η γωνία, που σχηματίζει ο άξονας του ελατηρίου με την αρχική του θέση έχει συνφ = 0,75 να βρεθεί
α) η ταχύτητα
β) η επιτάχυνση του δακτυλίου Σ.
Δίνεται g = 10m/s2, kc = 9.109Nm2/C2.
Απάντηση (Word)
Απάντηση (Pdf)
6 σχόλια στο “Ένα ελατήριο και δύο φορτία”
Αφήστε μια απάντηση
Για να σχολιάσετε πρέπει να συνδεθείτε.
Πολύ καλή Ανδρέα.
Γιατί οριζόντια η προσομοίωση;
Φυσικά είναι απολύτως ακριβής, αλλά γιατί προτίμησες άλλη διεύθυνση;
Καλησπέρα Ανδρέα.
Σε ευχαριστώ για την ωραία άσκηση, αλλά κυρίως που μας θυμίζεις ότι υπάρχουν και άλλες τάξεις, εκτός της Γ΄Λυκείου…
Να είσαι καλά.
Καλησπέρα συνάδελφοι, χαίρομαι που σας άρεσε. Για τα νούμερα δε μπόρεσα να κάνω κάτι καλύτερο.
Γιάννη με την προσομοίωση έπαιζα χωρίς το ελατήριο και τη βαρύτητα, γιατί έλεγχα την άσκηση των δεσμών, που για μικρές μετατοπίσεις του q αποδεικνύουμε ότι εκτελεί α.α.τ. Οπότε την άφησα ως είχε αρχικά… Με την πρώτη ευκαιρία θα την διορθώσω.
Διονύση θέλω οι μαθητές μου, της Θετικής έστω, να βλέπουν ενιαία τη Φυσική και τη γενικότητα εννοιών όπως οι διατηρητικές δυνάμεις και η διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.
Συμφωνώ απολύτως Ανδρέα.
Τελικά κατάφερες και έβαλε και ελατήριο….
Τρεις διατηρητικές δυνάμεις στο ίδιο σενάριο….
Πολύ διδακτική Ανδρέα….και έξυπνα στημένη …
Μπράβο
Ίσως ήταν σκόπιμο να προσθέσεις πως ο δακτύλιος
δεν δέχεται τριβή από το μονωτικό οδηγό
Αν δεν κάνω λάθος η δύναμη από τον οδηγό στην κάτω θέση
έχει αντίθετη φορά και μάλλον στον υπολογισμό της ΣFy ξέχασες
να πολλαπλασιάσεις την Fηλ με το 0,66 , το οποίο βέβαια γράφεις
στη σχέση
Με βάζεις στον πειρασμό να τους κάνω και εγώ ελατήρια….
Καλημέρα Θοδωρή. Σε ευχαριστώ για την προσεκτική μελέτη. Έκανα τις διορθώσεις, που είπες. Διόρθωσα και το i.p. που πρόσεξε ο Γιάννης. Για τα ελατήρια τώρα, έχω παρατηρήσει ότι οι μαθητές ήδη ξέρουν το νόμο Hook από το Γυμνάσιο. Ο τύπος της Fελ συνήθως διδάσκεται στην Α λυκείου. Η δυναμική ενέργεια ελατηρίου μπορεί να δοθεί χωρίς απόδειξη, όπως κάνουμε και με την ηλεκτρική δυναμική ενέργεια. Αλλιώς τα ελατήρια θα εμφανιστούν ξαφνικά στις κρούσεις στη Γ. Νάσαι καλά.