Ένας αγωγός επιταχύνεται ομαλά

Τα άκρα Γ και Δ δύο παράλληλων οριζόντιων αγωγών ΓΜ και ΔΝ, οι οποίοι δεν έχουν ωμική αντίσταση, συνδέονται με ένα αμπερόμετρο εσωτερικής αντίστασης r=2Ω. Επάνω στο επίπεδο των δύο αγωγών είναι τοποθετημένος κάθετα προς τη διεύθυνση τους άλλος ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ μήκους = 0,5m, ο οποίος μπορεί να ολισθαίνει χωρίς τριβές. Η μάζα του αγωγού ΚΛ είναι m = 5kg και η αντίσταση του R = 8Ω. Το σύστημα των τριών αγωγών βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο, του οποίου η μαγνητική επαγωγή (ένταση) Β = 2T είναι κάθετη στο επίπεδο των αγωγών. Κατά τη χρονική στιγμή t0 = 0, κατά την οποία ο αγωγός ΚΛ έχει ταχύτητα υo = 12m/s παράλληλη προς τους αγωγούς ΓΜ και ΔΝ, ασκείται εξωτερική δύναμη F ομόρροπη με την ταχύτητα. Ο αγωγός ΚΛ αποκτά σταθερή επιτάχυνση μέτρου α = 2m/s2 ομόρροπη με την ταχύτητα.

α. να εξηγήσετε γιατί στα άκρα του αγωγού ΚΛ εμφανίζεται Η.Ε.Δ. από επαγωγή και να την εκφράσετε σε συνάρτηση με το χρόνο.

β. να σημειώσετε την πολικότητα της Η.Ε.Δ. από επαγωγή στα άκρα του αγωγού ΚΛ και τη φορά του ρεύματος, που διαρρέει το αμπερόμετρο και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

γ. να βρείτε το φορτίο που περνά από το αμπερόμετρο στα πρώτα 5s της κίνησής του.

δ. να υπολογίσετε τη χρονική στιγμή t = 5s:

i. την ισχύ της δύναμης

ii. τη θερμική ισχύ στο κύκλωμα

iii. το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας του αγωγού ΚΛ.

Η λύση σε word

και σε pdf

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
43 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Μανώλης Δρακάκης
04/07/2019 9:44 ΜΜ

Απ’ ότι κατάλαβα από τις τοποθετήσεις , το ΙΕΠ εκθέτει τους οραματισμούς του , μια χαρά  φαίνονται, αλλά ο οργανισμός των εξετάσεων , πρακτικά η ΚΕΕ ως ανεξάρτητη και ανέλεγκτη που είναι θεσμικά, θέτει κάθε φορά τους δικούς της εξεταστικούς στόχους που δεν είναι απαραίτητο να συμπίπτουν με τα οράματα του ΙΕΠ και χωρίς να δεσμεύεται απ’ αυτό.  Φάνηκε άλλωστε από τις τοποθετήσεις η επιφύλαξη  των εκροσώπων  ΙΕΠ με πτυχές των φετινών θεμάτων.

Το ερώτημα είναι τι κάνει το σχολείο;

Το σωστό κατά την ταπεινή μου γνώμη θα ήταν η ΚΕΕ

να συγκροτείται από το Σεπτέμβρη ανοικτά ,  χωρίς καμιά μυστικότητα,

να έρχεται σε διαβούλευση με το ΙΕΠ ,

να στέλνει υποδείγματα θεμάτων στα σχολεία ,

να δέχεται τις παρατηρήσεις των εκπαιδευτικών και

στο τέλος με βάση αυτό τον διάλογο να θέτει τα θέματα που θα εξεταστούν οι μαθητές.

Έτσι δεν θα αιφνιδιάζεται κανείς και θα ζωντανέψει το ενδιαφέρον όλων.

Διαφορετικά άλλα θα λέει το ΙΕΠ, άλλα θα κάνει η ΚΕΕ και στη μέση οι καθηγητές των σχολείων.

          Τέλος σχετικά με την 7η ώρα, έχει ενδιαφέρον ότι δεν είχαν κάτι συγκεκριμένο να            προτείνουν για την αξιοποίησή της.

Πολύ θετικό πάντως που θεσπίστηκε. Οι φυσικοί των σχολείων θα την αξιοποιήσουν προς όφελος  των παιδιών.

ΥΓ. Πολύ καλό το θέμα συνάδελφε Αποστόλη.

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
04/07/2019 9:54 ΜΜ

Καλησπέρα σε όλους.

Θέλω να τονίσω στην παρούσα συζήτηση τα εξής: Ο νόμος της επαγωγής του Faraday είναι ένας, και δεν έχει να κάνει με το αν κινείται μία ράβδος ή ένα πλαίσιο μέσα σε μαγνητικό πεδίο ή αν μεταβάλλεται ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα σταθερό πλαίσιο. Αυτές είναι απλά περιπτώσεις όπου μπορούμε να μετρήσουμε με απλά μέσα το φαινόμενο (να μετρήσουμε ένα επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα). Η βαθύτερη σημασία όμως του νόμου φαίνεται από το εξής παράδειγμα:

Έστω ότι ένα σημειακό ηλ. φορτίο q κινείται με σταθερή ταχύτητα υ παρουσία ενός ηλεκτροστατικού πεδίου Ε και ενός μαγνητικού πεδίου Β. Τότε η δύναμη Lorentz που βιώνει το φορτίο σε ένα ακίνητο αδρανειακό σύστημα αναφοράς είναι 

F =q (E + υ B).

Στο κινούμενο, μαζί με το φορτίο, σύστημα αναφοράς, η ταχύτητα του φορτίου είναι μηδενική, άρα το μαγνητικό πεδίο δεν ασκεί δύναμη σε αυτό. Αλλά σε αυτήν την περίπτωση και το κινούμενο σύστημα αναφοράς είναι αδρανειακό, οπότε το φορτίο πρέπει να βιώνει (σύμφωνα με τους μετασχηματισμούς του Γαλιλαίου) μία ίση δύναμη 

F΄ = q E΄ = F,

όπου E΄ ένα επαγόμενο μη συντηρητικό ηλ πεδίο. Βάσει των παραπάνω

E + υ B = E΄.

Το επαγόμενο μη συντηρητικό πεδίο  είναι αυτό που κινεί τα ηλεκτρόνια σε ένα πλαίσιο ή σε μία ράβδο και οδηγεί στην ΗΕΔ επαγωγής, και είναι λογικό ο Faraday να το μετρήσει μέσω ενός κυκλώματος. Αλλά το πεδίο αυτό είναι παρών, ακόμη και αν το πλαίσιο ή η ράβδος δεν υπάρχουν, αρκεί να μεταβάλλεται η μαγνητική ροή στο χώρο, μέσω μίας υποθετικής επιφάνειας. 

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
04/07/2019 10:18 ΜΜ

Απόστολε συγχώρεσε την απρέπειά μου. Είμαι έξω, διάβαζα τις τοποθετήσεις των συναδέλφων, γράφω από το κινητό και …

Πολύ καλή ανάρτηση. Συμφωνώ ότι μόνον έτσι μπορούμε να εξηγήσουμε τα της επαγωγής σε ράβδους. Ίδωμεν βέβαια το τι θα μας πουν από το Σεπτέμβριο… Νά 'σαι καλά. 

Δημήτρης Αγαλόπουλος

Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή! 

Αναγράφεται κάθε χρόνο στις οδηγίες προς τους εξεταζομενους…

Συμπέρασμα: Αν δεν δοθούν σαφείς οδηγίες για τις ασκήσεις, μπορουν να λυθούν και όπως παλιά!

Δεν χρειάζονται ντριπλες..

Είναι δίκαιο με βάση τις οδηγίες, είναι και ηθικά σωστό; 

Αυτό είναι αλλο θέμα…

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα παιδιά.

Μανώλη με χαροποιεί η επάνοδος. Συγχαρητήρια για τον Κρέοντα.

Όταν έγινε η μεταρρύθμιση Αρσένη γράφτηκε για τη Φυσική το "μπλε βιβλίο". Ήταν πολύ καλή δουλειά. Χρησιμοποιήθηκε σε τάξεις σχολείων και φροντιστηρίων. Επηρέασε την διδασκαλία πολύ. Είναι λογικό το να στρέφεις την διδασκαλία σου σε θέματα που είναι και καλά και πιθανά. Για παράδειγμα, όλες οι ασκήσεις ταλαντώσεων λύνονταν με στρεφόμενα. Έτσι οι καπαπήδες τα έβαλαν στο ρεπερτόριό τους, προθύμως ή όχι. Στα εναλλασσόμενα υπερτονίστηκαν οι ασκήσεις με γραφικές λύσεις. Συγκεκριμενοποιήθηκε το τι σημαίνει "δεύτερο θέμα".

Έτσι είτε συμφωνούσες με την (τότε) νέα μορφή των θεμάτων, είτε όχι, δεν μπορούσες να προσάψεις στους τότε εισηγητές το ότι γενικολογούν. Κάτι ανάλογο πρέπει να υπάρξει. Αν δεν μπορέσει να υπάρξει, αν "δεν βγαίνουν θέματα" θα γίνει τουλάχιστον αντιληπτό πως η ύλη θέλει εμπλουτισμό.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Η θέση του Δημήτρη θέλει προσοχή.

Τι θα συμβεί αν οι μαθητές εκπαιδευτούν να απαντούν όπως αυτοί των Δεσμών και των πρώτων Κατευθύνσεων;

Αν δεν γίνει δεκτή η λύση τους θα μιλάμε για παραβίαση διάταξης.

Αν γίνει δεκτή παρακάμπτεται ο Εεπ=-ΔΦ/Δt. Τότε η διδασκαλία τροποποιείται θεαματικά.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ας πω ότι δεν έχει σχέση με το πρόβλημα το ότι οι ασκήσεις με ράβδους αντιμετωπίζονται ωραιότατα και ευκολότατα από την Εεπ=-ΔΦ/Δt.

Μήπως θα προταθεί, για τον λόγο αυτόν αλλά και άλλους, ο εξοβελισμός κάθε ράβδου;

Οι ράβδοι τελικά δεν συνιστούν κακή Φυσική, παρά το εξωπραγματικόν των μεγάλων και ιδιαιτέρως εκτεταμένων μαγνητικών πεδίων που επικαλούνται. Το βίντεο μου έδωσε την αίσθηση ότι πέφτουν "υπέρ πίστεως".

Κώστας Παπαδάκης
06/07/2019 6:52 ΜΜ
Απάντηση σε  Μανώλης Δρακάκης

Χαιρετίζω μια πρόταση που έχει ενδιαφέρον. Να προσθέσω, οι προτεινόμενες ασκήσεις (πριν τις εξετάσεις) να δινόταν στους μαθητές, να διορθωνόταν από τους καθηγητές τους. 

Χρήστος Αγριόδημας
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Αποστόλη

Τώρα αξιώθηκα να την δω. Πολύ καλή όπως άλλωστε το έχουν πει όλοι.

Νεκτάριος Πρωτοπαπάς
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα Αποστόλη… Και εγώ σήμερα την μελέτησα… Τα είπαν όλα οι άλλοι….

Ωραίο θέμα…