Βαλλιστικό γαλβανόμετρο σε κινούμενη ράβδο

Δύο πανομοιότυπες σταθερές σιδηροτροχιές Λ1Λ4 και Κ1Κ4 απέχουν l μεταξύ τους, και καμπυλώνονται έτσι, ώστε το τμήμα 12 να είναι τεταρτοκύκλιο ακτίνας h, ενώ το τμήμα 24 να είναι ευθύγραμμο και οριζόντιο. Μεταλλική ράβδος ΚΛ μήκους l και μάζας m, αφήνεται να ολισθήσει από τη θέση 1 , και να εφάπτεται διαρκώς στις σιδηροτροχιές έτσι ώστε να είναι οριζόντια. Η ράβδος ΚΛ καθώς και οι σιδηροτροχιές δεν έχουν αντίσταση, και δεν παρουσιάζουν τριβές μεταξύ τους. Από τη θέση 2 έως τη θέση 3 υπάρχει ομογενές κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο με φορά των δυναμικών γραμμών προς τα πάνω, και σε έκταση d.
Βαλλιστικό γαλβανόμετρο (Β.Γ.) ωμικής αντίστασης R ,συνδέεται με αγωγούς με τις σιδηροτροχιές ,όπως στο σχήμα, και μπορεί να μετράει το επαγόμενο φορτίο που διέρχεται απ’ αυτό. Μάλιστα, αν η φορά του επαγωγικού ρεύματος είναι από το Μ το Ν, ο δείκτης του εκτρέπεται προς τα δεξιά, αλλιώς προς τα αριστερά.
Η ράβδος ΚΛ εξέρχεται από το πεδίο , και συγκρούεται ε το άκρο Κ με ακλόνητο καρφί ελαστικά. Αυτό έχει ως συνέπεια να αρχίσει να περιστρέφεται σε οριζόντιο επίπεδο γύρω από το κέντρο της, και ταυτόχρονα να κινείται στον αέρα υπό την επίδραση του βάρους της, εγκαταλείποντας τις σιδηροτροχιές. Μέχρι να φτάσει στο έδαφος, μετατοπίζεται κατακόρυφα κατά Η, και το κέντρο μάζας της μετατοπίζεται κατά x .
Το βαλλιστικό γαλβανόμετρο μετρά φορτίο q.
Δίνονται: h=0.8m , H=1.25m , g=10m/s2 , q=400μC , l=d=0.2m , x=0.5m , R=100Ω,
m=1kg, και ροπή αδράνειας της ράβδου Ιcm=1/12 ml^2
1.Προς ποια κατεύθυνση θα δείξει ο δείκτης του βαλλιστικού γαλβανομέτρου;
2.Πόση είναι η ένταση Β του μαγνητικού πεδίου;
3.Πόση είναι η ταχύτητα υ4 του κέντρου μάζας της ράβδου, μετά την κρούση με το καρφί, και ποια η γωνιακή ταχύτητα ω περιστροφής της;Ποιά η γωνία θ που διέγραψε η ράβδος και πόσες στροφές έκανε μέχρι να βρει το έδαφος;
4.Πόση θερμότητα αναπτύχθηκε στην αντίσταση του γαλβανομέτρου;
5.Πόση είναι η επιβράδυνση της ράβδου τη στιγμή που η ταχύτητά της είναι υ=1m/s, και με ποιο ρυθμό μειώνεται η κινητική της ενέργεια την ίδια χρονική στιγμή.
εκφώνηση και απαντήσεις σε word και σε pdf εδώ

(Visited 1,059 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
17 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννηs Κυρίκοs
1 έτος πριν

Πρόδρομε, καλησπέρα.Συγχαρητήρια για την άσκηση.Αν έβαζα τίτλο, αυτόs θα ήταν ΄΄η αποθέωση τηs φυσικήs''. Tα είχε όλα!

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
1 έτος πριν

Γεια σου Πρόδρομε!

Σε ευχαριστώ που την μοιράστηκες.

Όπως λέει και ο Γιάννης "τα είχε όλα"!!!

Αν ήμουν υποψήφιος θα τρόμαζα….

Κοτσωνας Παυλος
1 έτος πριν

Καλησπερα Κυριε Προδρομε και συγχαρητηρια για την ασκηση σας.Δυο παρατηρησεις.Πρεπει Η=5m και στο 4 ερωτημα ουσιαστικα αποδεικνυετε την Α.Δ.Σ ως προς το καρφι Κ.Η εξισωση αυτη αρκει για να υπολογιστει η u3.H κρουση ομως ειναι ελαστικη οποτε υπαρχει προβλημα.Ισως αν δε δινατε τον αριθμο στροφων να μπορει να επιλυθει το συστημα.

Γρηγόρης Μπουλούμπασης

Καλημέρα. Πρόδρομε πραγματικά άσκηση με τα  όλα της. Μάλιστα χωρίς το καρφί γίνεται και Φθινόπωρο ( ίσως και Χειμώνα) ενώ αργότερα,  την καρφώνουμε.

Ανδρέας Ριζόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα Πρόδρομε. Από το καλοκαίρι του 2019, προτείνεις το Δ θέμα του 2020. Μήπως κάτι ξέρεις;
Αστειεύομαι φυσικά. Είχες πολύ ωραία έμπνευση. Με το 7ωρο θα έχουμε την άνεση να την κάνουμε στην τάξη κατά τον Μάρτη ίσως, αφού πρέπει να έχουμε φτάσει στην ΑΔΣ. Ευχαριστούμε.