by 
Καλησπέρα και καλή χρονιά σε όλους σας, θα ήθελα να ρωτήσω κατά πόσο σωστή θεωρείτε την επιλογή που δίνεται από το s4e ως σωστή για την απάντηση β…
Μήπως κάτι δεν πάει καλά με την ερώτηση(ελλιπής) ή δεν είναι σωστή η απάντηση τελικά? Πιστεύω πως με την ύπαρξη μιας έξτρα F τότε θα ήταν σωστή η απάντηση β… Ευχαριστώ.
(Αφορά την ερώτηση 1 από το κεφάλαιο 4- επαναληπτικές ερωτήσεις 57-64)
Σκέφτηκα οτι εφόσον οι τροχοί ΚΧΟ ισχύει ότι Ucm=ωR, όμως εφόσον ταχύτητα σταθερή τότε και ω σταθερό. Αν ασκείται όμως στατική τριβή τότε Στ=Ιcmαγ μεγαλύτερο του μηδενός άρα το ω θα αυξάνεται..?(εφόσον κατηφορικός δρόμος, άρα επιταχύνεται μεταφορικά και στροφικα) Αν ομως λείπει η στατική τριβή θα λείπει ο περιστροφικός ρόλος από το σχήμα…
Από την άλλη αν Τσ=0 ,Στ=0 Και ω=σταθερή. Όμως η Wx θα το επιταχύνει μεταφορικά άρα θα πρέπει να υπάρχει F extra
Καλή Χρονιά Χρήστο.
Πολύ δύσκολο θέμα έβαλες. Έτσι έκανα μια ακριβή προσομοίωση:
Προσέχεις ότι μετά την σταθεροποίηση της ταχύτητας η τριβή στον κινητήριο τροχό δεν είναι μηδενική. Τι συμβαίνει;
Ο ποδηλάτης θέλει να τρέξει στην κατηφόρα με μεγάλη ταχύτητα. ΄ Έλα όμως που η αντίσταση του αέρα είναι μεγάλη! Η συνιστώσα του βάρους η παράλληλη στον δρόμο δεν αρκεί ώστε να εξουδετερώσει την αντίσταση. Έτσι κάνει πετάλι σαν τρελός.
Η τριβή είναι όπως φαίνεται στο σχήμα. Η ολική ροπή είναι μηδέν διότι υπάρχει και η ροπή από το κινητήριο γρανάζι.
Όμως ας προσέξουμε ότι στον μπροστινό τροχό η τριβή είναι μηδενική.
Η ερώτηση είναι δύσκολη!
Διαβάζουμε στην εκφώνηση ότι κινείται με σταθερή ταχύτητα σε κατηφόρα.
Πως υλοποιείται κάτι τέτοιο;
Μία περίπτωση είναι η αντίσταση του αέρα. Την είδαμε πριν.
Μία άλλη είναι αυτή:
Το ποδήλατο του μικρού κινείται με σταθερή ταχύτητα. Αυτή με την οποία περπατάει ο μπαμπάς του στην κατηφόρα. Αν ο μικρός δεν κάνει πετάλι, η τριβή είναι μηδέν ακόμα και στον κινητήριο τροχό.
Δύσκολη ερώτηση!
Καλησπέρα Χρήστο.
Η ερώτηση β είναι σωστή.
Αν δεν υπήρχε τριβή, το ποδήλατο θα είχε επιτάχυνση εξαιτίας της συνιστώσας του βάρους.
Για να μπορεί να κινείται με σταθερή ταχύτητα, υπάρχει δύναμη αντίθετη της ταχύτητας και αυτή είναι η στατική τριβή.
Αν σκεφτεί κάποιος, ναι αλλά τότε θα υπάρχει γωνιακή επιτάχυνση του τροχού, αυτό δεν είναι σωστό. Ο κάθε τροχός κινείται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα, πράγμα που σημαίνει ότι η ροπή της στατικής τριβής, σε κάθε τροχό, εξουδετερώνεται από μια άλλη ροπή που δέχεται από το υπόλοιπο ποδήλατο. Αυτό δεν προϋποθέτει άλλη εξωτερική δύναμη, αλλά κάποια ροπή (πιθανόν μέσω άσκησης εσωτερικής δύναμης) στον τροχό.
Θα μπορούσα να πω οτι χρειάζεται λίγη φαντασία αυτό το ερώτημα… Σας ευχαριστώ αμφότερους!
Καλησπέρα Διονύση.
Το πρόβλημα είναι ότι λέει "μεταξύ κάθε τροχού" και ταυτόχρονα "ποδηλάτου".
Εσωτερική (συ είπας) ροπή δεν μπορεί να δεχθεί ο μπροστινός τροχός. Εκτός αν είναι κατασκευή ασυνήθης με κίνηση και στους δύο τροχούς. Ή ίσως να υπάρχουν σοβαρές τριβές στον άξονα. Ίσως ακόμα να έχει πατηθεί χαλαρά φρένο.
Όμως αυτά δεν παραπέμπουν σε κανονικές περιπτώσεις.
Να προσθέσω κάτι.
Το ποδήλατο δεν είναι ένα στερεό σώμα, όπως ένας τροχός.
Αν είχαμε έναν τροχό, τότε πράγματι το ερώτημα θα είχε πρόβλημα.
Αλλά εδώ έχουμε ένα σύστημα σωμάτων…
Καλησπέρα Γιάννη.
Το ζήτημα "του κάθε τροχού" μπαίνει αφού δεν απαιτείται να εξετασθεί τι γίνεται και πώς δουλεύει ο μπροστινός και πώς ο πίσω τροχός.
Άρα το ερώτημα ξεκινά στη λογική ότι ασκούνται τριβές, γενικώς…
Η παραπέρα μαθηματική μελέτη μπορεί να αποδείξει ότι η μια τριβή μπορεί να είναι μηδενική…
Δεν κατάλαβα τι λες.
Λέω Γιάννη, ότι δεν μπορούσε το ερώτημα να κάνει διάκριση τροχών, αφού στόχος του δεν είναι να μελετηθεί η ύπαρξη ή όχι τριβής στον έναν ή στον άλλο τροχό, ούτε να μελετηθεί πώς κάθε τροχός αλληλεπιδρά με το υπόλοιπο ποδήλατο.
Έτσι η ύπαρξη τριβής μπαίνει ως αναγκαιότητα στο σύστημα "ποδήλατο", χωρίς να ενδιαφερόμαστε για τις διαφορετικές συμπεριφορές των τροχών.
Μπαίνει όμως ως αναγκαιότητα;
Ας αναζητήσουμε τι μπορεί να συμβαίνει ώστε "Ένα ποδήλατο να κινείται σε κατηφόρα με σταθερή ταχύτητα".
Πως θα υλοποιήσεις την υπόθεση αυτήν;
Καταλήγουν όλες οι υλοποιήσεις στο ότι υπάρχει τριβή σε κάποια ρόδα;
Το σίγουρο είναι ότι σε κάθε υλοποίηση η συνισταμένη των δυνάμεων θα είναι μηδέν.
Η μία δύναμη είναι η συνιστώσα του βάρους του ποδηλάτου.
Η άλλη συνιστώσα είναι σε κάθε περίπτωση δύναμη τριβής επί κάποιου τροχού;
Αν ναι τότε δεν έχει φορά προς τα πάνω;
Θέλεις να πεις, ότι η άλλη λύση είναι η αντίσταση του αέρα;
Για να κινηθει το ποδηλατο στην κατηφορα με σταθερη ταχυτητα δηλ ΣFx=0 θα πρεπει η αντιθετη δυναμη στην κινηση του ποδηλατου απο τον αερα να εξουδετερωθεί οχι μονο απο την συνιστωσα του βαρους , πρεπει να υπαρχει και μια ομορροπη με την συνιστωσα του βαρους δυναμη που ειναι η Τστ. Αυτο σημαινει ομως οτι ο ποδηλατης θα πρεπει να "παταει" πεταλι ωστε η ροπη ζευγους του να εξουδετερωνει την ροπη της Τστ για να εχουμε γωνιακη επιταχυνση ιση με μηδεν ! Βεβαια να πουμε εδω οτι εμφανιζεται και μια τριβη κυλισης αντιθετης φορας απο την γωνιακη ταχυτητα της καθε ροδας …..
Καλησπέρα Κώστα.
Παιδιά για την αντίσταση του αέρα, μπορεί να έχετε δίκιο επί της ουσίας, αλλά σε ποιο θέμα, ερώτηση, άσκηση στερεού ασχοληθήκαμε ποτέ με τον αέρα;
Γιάννη, πρόσεξε θα επιβάλεις εκφώνηση οδύσσεια, σε κάθε ερώτημα από δω και πέρα…
Θέλω να πω ότι με μπερδεύει όλη η ιστορία.
Στέλνω μια εικόνα από υλοποίηση χωρίς αντίσταση αέρα:
Βλέπεις καθαρά ότι η ταχύτητα είναι σταθερή. Βλέπεις ότι δεν υπάρχει ολίσθηση (μηδενική τριβή μπροστά).
Βλέπεις ότι η τριβή είναι προς τα πάνω.
Όμως τι έκανα;
Έβαλα ανθωρολογιακή ροπή στο μοτεράκι του πίσω τροχού.
Πως θα το κάνει αυτό ένα ποδήλατο;
Θα βάλει όπισθεν ο ποδηλάτης;
Θα πατήσει φρένο που θα γλιστράει η σιαγώνα;