by 
Ο αγωγός ΑΓ έχει μήκος 1m, μάζα 0,5kg, αντίσταση R=3Ω και μπορεί να ολισθαίνει σε επαφή με τους δύο οριζόντιους αγωγούς xx΄ και yy΄ με τους οποίους εμφανίζει συντελεστές τριβής μ=μs=0,8.
Στα άκρα των δύο οριζοντίων αγωγών συνδέεται γεννήτρια ΗΕΔ Ε=40V και r=1Ω, ενώ το σύστημα βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,5Τ, που οι δυναμικές του γραμμές είναι κάθετες στον ΑΓ και σχηματίζουν γωνία φ=60° με το οριζόντιο επίπεδο. Σε μια στιγμή κλείνουμε το διακόπτη δ.
- Να βρείτε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα.
- Να βρεθεί η δύναμη Laplace (μέτρο και κατεύθυνση) που ασκείται στον αγωγό ΑΓ από το μαγνητικό πεδίο.
- Θα κινηθεί ή όχι ο αγωγός ΑΓ; Να δικαιολογήστε την απάντησή σας.
Δίνεται g=10m/s2.
ή
Η δύναμη Laplace και η κίνηση
Η δύναμη Laplace και η κίνηση
Διονύση πολύ καλή και αυτή σου η ανάρτηση,διόρθωσε στη εκφώνηση την ένταση του μαγνητικού πεδίου σε 0.5Τ.
Καλησπέρα Δημήτρη.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό, αλλά και την επισήμανση της τιμής της έντασης…
Όντως πρωτότυπη Διονύση η σκέψη για γωνία διαφορετική από την τετριμμένη καθετότητα επιπέδου κίνησης και δυναμικών γραμμών. Μόλις είδα ότι έκανες και την διόρθωση στην τιμή του Β, γιατί έβγαζε Τ > οριζοντιας συνιστώσας της δυναμης Laplace
Καλησπέρα Διονύση. Όσοι μπήκαμε στη δύναμη Laplace χρειαζόμαστε αυτή την άσκηση, γιατί δείχνει πως η δύναμη αυτή μπορεί να είναι αιτία μιας επιταχυνόμενης κίνησης. Και βέβαια όλα τα έστησες για t = 0, γιατί μετά αρχίζουν τα ωραία… Και μια ερώτηση. Η μεταβολή της κινητικής ενέργειας του επιταχυνόμενου αγωγού, προέρχεται από το μαγνητικό πεδίο ή την πηγή; Φαίνεται να είναι από την πηγή, αφού χωρίς το ρεύμα της δεν αναπτύσσεται η δύναμη.
Καλησπέρα Γιάννη (Καραγιαννάκη), καλησπέρα Ανδρέα, σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ανδρέα βιάζεσαι πολύ!!!
Αλλά αφού το θέτεις το ερώτημα, η απάντηση είναι αυτή που δίνεις ταυτόχρονα
Η ράβδος θα κινηθεί εξαιτίας της δύναμης Laplace, το έργο της οποίας θα προκύψει θετικό, πράγμα που σημαίνει ότι κερδίζει ενέργεια ο αγωγός, ενέργεια που προέρχεται από την ηλεκτρική ενέργεια του κυκλώματος… και άρα που παρέχεται από την πηγή.
Ωραία ασκηση.
Ανδρέα αν η ενέργεια προερχόταν από το μαγνητικό πεδίο θα έπρεπε να αλλάζουμε μαγνήτες στους κινητήρες κάθε λίγο και λιγάκι 🙂
καλή άσκηση Διονύση
(μισοδιορθώσεις, όμως, κάνεις, διόρθωσε την τιμή της έντασης και στη "μέσα" εκφώνηση, στο W δηλαδή…)
για τους μαθητές, πάντως, φρονώ (!), ότι θα ήταν περισσότερο εύκολη η λύση αν γινόταν ανάλυση της Β και προέκυπταν δύο Larlace, το ξέρω ότι θα διαφωνήσει ο Θοδωρής…
Βλέπω πως σιγά-σιγά οι ασκήσεις για ζέσταμα σταματούν και αρχίζουμε το παιχνίδι!
Πολύ καλή Διονύση.
Δεν θα διαφωνήσω Βαγγέλη στο γεγονός ότι θα ήταν πιο εύκολο…
Δεν θα διαφωνήσω ούτε στην ανάλυση, αφού είναι ξεκάθαρο πως τη μία
και μοναδική ένταση, για λόγους που εκτιμούμε πως διευκολύνουν, την αναλύουμε
σε δύο συνιστώσες…
Δεν ξέρω όμως Διονύση, πόσοι μαθητές θα καταλάβουν χωρίς να ιδρώσουν τη φράση:
"ενώ το σύστημα βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,5Τ,
που οι δυναμικές του γραμμές είναι κάθετες στον (οριζόντιο) ΑΓ και σχηματίζουν
γωνία φ=60° με το οριζόντιο επίπεδο"
Η αίσθηση του χώρου είναι ακόμα σε εμβρυακή μορφή…
Να υποθέσω πως η επόμενη θα είναι κατακόρυφο ΜΠ και αγωγός σε κεκλιμένο;;;
Καλημέρα συνάδελφοι και καλό μήνα σε όλους.
Βαγγέλη, Γιάννη και Θοδωρή, σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Παιδιά, ελπίζω να μου επιτρέπετε να διαφωνήσω με την ουσία της τοποθέτησής σας.
Η άσκηση έχει στόχο την εφαρμογή του συμπεράσματος για τη δύναμη laplace.
Όταν διδάσκεται το παραπάνω, πρέπει να δοθούν και κατάλληλα παραδείγματα εφαρμογής της θεωρίας.
Και πέρα από οριζόντια και κατακόρυφη διεύθυνση, υπάρχουν και άλλες και πρέπει αυτό να δειχθεί.
Θοδωρή, εκτός από τα σχήματα 2D και 3D, υπάρχουν και μολύβια, υπάρχει και το θρανίο!
Αν διδάσκεται η δύναμη Laplace και δεν χρησιμοποιήσουμε δύο μολύβια για να δείξουμε τι σημαίνει ότι είναι κάθετα, τι ότι το ένα είναι οριζόντιο και τι σημαίνει ότι το άλλο είναι κατακόρυφο, προφανώς όλα θα φαίνονται πολύ αφηρημένα…
Συνάδελφοι, το ότι το σχήμα παραπέμπει σε ασκήσεις επαγωγής με κεκλιμένα επίπεδα και πηγές, δεν σημαίνει ότι αυτό είναι και το περιεχόμενό της…
Βαγγέλη, δεν με ενδιαφέρει η τεχνική εύρεσης, η μεθοδολογία επίλυσης της άσκησης. Με ενδιαφέρει η εύρεση της δύναμης με εφαρμογή του νόμου…
Τι λέει το βιβλίο; Εφάρμοσέ το!
Καλημέρα Διονύση
Άλλο ένα σκαλοπάτι έτοιμο με το σωστό "ύψος" για ασφαλή ανάβαση!.
Ο τίτλος μιλά για κίνηση (και είπα ώπα…) ,όμως τα ζητούμενα δεν αφορούν την κίνηση που θα προκύψει, αλλά το "αμέσως μετά το κλείσιμο του δ .
Θοδωρή αυτό που θα έχει ενδιαφέρον για μένα είναι αν στη λήξη της ηλεκτρομαγνητικής διδασκαλίας παρατηρείς βελτίωση στην κατανόηση του σχεδιασμού στο χώρο προοπτικά η προβολικά.
Σ'αυτή την περιοχή θεωρώ πως το …"να βλέπουμε τον οριζόντιο αγωγό κατά μήκος του άξονά του…" κυκλάκι με τελίτσα η x ανάλογα με τη φορά του i" , κάνει καλό και καλώς το αποδίδεις και έτσι!
Καλημέρα Παντελή και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Με την ευκαιρία, να δώσω μια άσκηση και να πω μερικά πράγματα.
Η άσκηση είναι:
Η άσκηση έπεσε στις Πανελλήνιες του 1987, όπου ήμουν βαθμολογητής “Κάτω στον Πειραιά” όχι στα καμίνια … αλλά στη Δραπετσώνα!
Η άσκηση θύμιζε αντίστοιχη του σχολικού βιβλίου, όπου το πεδίο ήταν κατακόρυφο.
Το έλυσαν οι περισσότεροι μαθητές, αλλά από αυτούς, ποσοστό μεγαλύτερο από το 50-60% έλυσε άλλη άσκηση!
Πήρε την ένταση του μαγνητικού πεδίου κατακόρυφη, αφού η εκφώνηση έλεγε “που οι μαγνητικές του γραμμές είναι κάθετες στον κινούμενο αγωγό”, αγνοώντας την προηγούμενη φράση για “βρίσκεται μέσα σε ομογενές οριζόντιο μαγνητικό πεδίο”.
Οι συνάδελφοι είχαμε εκπαιδεύσει τους μαθητές να επιλύουν μια τέτοια άσκηση, αλλά “είχαμε αμελήσει” να τους ξακαθαρίσουμε το τι σημαίνει “κάθετο” και τι “κατακόρυφο”…
ΥΓ
Την θυμάμαι Διονύση καθώς και τις παρενέργειες καθ'όσον ενώ ο όρος "κατακόρυφος" είναι συγκεκριμένη διεύθυνση σ'ένα τόπο ,η "κάθετος" πρέπει να λέει …που.
Και βέβαια τον είδα και τον άκουσα στο γυαλί τον "σπουδαγμένο" στο λόγο ,να την πετά την κάθετο για κατακόρυφη… και δεν είναι το μόνο.
Πιστεύω πως η ανάγκη (που έντονα αναδύθηκε με την νέα ύλη) να μάθουν τα παιδιά στοιχειωδώς κατ'αρχάς να αντιλαμβάνονται το χώρο και να τον αποτυπώνουν φραστικά αλλά και σχεδιαστικά πρέπει να ικανοποιηθεί από τους διδάσκοντες με όποιο κόπο και συνεχή έλεγχο και στα άλλα κεφάλαια και θα ικανοποιηθούν όταν θα δουν την επιθυμητή βελτίωση (π.χ. στο στερεό)
καλό μεσημέρι σε όλους
προφανώς και γνωρίζω τί γράφει το σχολικό, Διονύση, αφού εκεί ήμουν τότε, για διευκόλυνση και απλούστευση έκανα το σχόλιο, αν θυμάμαι καλά το είχα προτείνει (άλλος συνάδελφος έγραψε τον ηλεκτρομαγνητισμό, αλλά είχαμε άποψη όλοι) να μπεί ως παρατήρηση ιδιαίτερα για την περίπτωση που η μία συνιστώσα της Β, η πάνω στον αγωγό, δεν προκαλούσε δύναμη Laplace, κάτι ανάλογο δηλαδή με το έργο δύναμης, όπου απλουστευτικά αγνούμε το συνφ και αναλύουμε τη δύναμη σε δύο συνιστώσες, με την διευκόλυνση ότι η κάθετη δεν παράγει έργο, απλούστευση που οι μαθητές γνωρίζουν από την Α τάξη
(και tempore dato=δοθείσης ευκαιρίας, για να θυμόμαστε και τα φουκαριάρικα τα Λατινικά, μερικές παρατηρήσεις, δεν θυμάμαι αν τις είχα προτείνει τότε:
α. το “επίσης” είναι ψιλοφάουλ, διότι πριν “ανάλογο” και μετά “εξαρτάται”
β. το “εξαρτάται” είναι ψιλοπλεονασμός, διότι κάθε μέγεθος εξαρτάται από όλα τα μεταβλητά που υπάρχουν στον τύπο του
γ. αντί για “εξαρτάται” έπρεπε να είναι “είναι ανάλογο με το ημίτονο της γωνίας…”
δ. πριν την τελευταία πρόταση έπρεπε να υπάρχει και ένα “και”, όχι όλα “μονορούφι”
ε. δεν χρειάζεται να πω ότι είχα (και έχω) ένσταση για τη φράση “…με τον κανόνα των τριών δακτύλων…”)