web analytics

Ταλάντωση και χάσιμο επαφής

 

Στο σχήμα απεικονίζονται:
ελατήριο σταθεράς k=100Ν/m, τρία σώματα Σ1, Σ2 , Σ3 ίσων μαζών m1=m2=m3=m=1kg , αβαρής τροχαλία που μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές. Τα σώματα Σ1 και Σ2 ισορροπούν πάνω στο ελατήριο, και το νήμα είναι χαλαρό . Αρχικά κρατάμε το σώμα Σ3 . Τη χρονική στιγμή to=0 αφήνουμε ελεύθερο το Σ3 , οπότε το σύστημα κινείται, και σε κάποια θέση το Σ2 χάνει την επαφή του με το Σ1, και κινείται μαζί με το Σ3 .
Δίνεται η επιτάχυνση της βαρύτητας : g=10m/s2 και h=0,4m.
Υπολογίστε
1. τη θέση , την τάση του νήματος και τη χρονική στιγμή που χάθηκε η επαφή των Σ1 και Σ2 .
2. το πλάτος ταλάντωσης του Σ1 μετά το χάσιμο επαφής του με το Σ2
3. την απόσταση των d των Σ1 και Σ2, και τη χρονική στιγμή t2 που το Σ1 σταματά για 1η φορά στιγμιαία
4. τη χρονική στιγμή που χτυπάει στο έδαφος το Σ3 .
Απαντήσεις: σε word και σε pdf
αφιερωμένη στον Γιάννη Πανανά με εκτίμηση.

 

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
107 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλημέρα Πρόδρομε, ναι έκανα αυστηρή κριτική, γιατί «θύμωσα» που εσύ επέλεξες τη χρήση ενός όρου που νομίζω έχουμε συμφωνήσει πως δεν έχει νόημα για επιμέρους σώματα στην ΑΑΤ ενός συστήματος…. Ίσως φταίει ότι σε ορισμένες αρχές είμαι «δογματικός» …..αρνούμενος να νομιμοποιήσω το λάθος της ΚΕΕ του 2012 (δεν ήταν το μόνο αν θυμάσαι….)

Για να ορίσω σταθερά επαναφοράς, πρέπει να έχω ΑΑΤ και για να έχω ΑΑΤ πρέπει να ασκούνται μόνο συντηρητικές χωροεξαρτώμενες δυνάμεις….Η τάση του νήματος και η δύναμη επαφής ξέρεις πως δεν είναι τέτοιες…..Εσύ αυτά τα γνωρίζεις καλύτερα από εμένα, γι αυτό  «θύμωσα» που χθες το «ξέχασες»….

Το υλικονετ δεν το διαβάζουν όλοι, το διαβάζουν όμως αρκετοί…και αυτό που κάνει είναι να διαμορφώνει «συνείδηση» διδασκαλίας της φυσικής….Αυτό έχει επιτευχθεί με πολύ κόπο, έντονες διαφωνίες, «αδελφικούς καυγάδες» , αλλά νομίζω έχει επιτευχθεί μία βάση συμφωνίας σε αρκετά….

Το υλικονετ δεν είναι εμπορικό, δεν στοχεύει στο κέρδος και δεν το ενδιαφέρει να πουλήσει….Πρέπει λοιπόν κατά τη γνώμη μου, να μένει συνεπές σε αυτά που θέλει να αλλάξει….

Είσαι ένας από τους βασικούς συντελεστές του, ένας από αυτούς που διαμορφώνει αυτή τη διδακτική «συνείδηση»….δεν είσαι χθεσινός που εμφανίστηκες και έκανες μια-δυο έξυπνες αναρτήσεις….Εξάλλου, ως συνταξιούχος πλέον, έχεις πολύ περισσότερο χρόνο να συμμετέχεις στις διαδικασίες του υλικονετ…. Αν η ανάρτηση ήταν κάποιου που δεν με νοιάζει τι γράφει, μάλλον δεν θα σχολίαζα…

Πρόδρομε, το υλικονετ δεν έχει τις γνωριμίες για να διαμορφώσει πολιτική διδασκαλίας της φυσικής….Όμως μπορεί σε «μικρά» να βελτιώνει τη χρήση όρων στη διδασκαλία….Πριν φύγουν τα κύματα από την ύλη, η περσινή ΚΕΕ, την ταλάντωση της πηγής δεν την χαρακτήρισε ΑΑΤ, αλλά αρμονική ταλάντωση….Δεν αναφέρθηκε πουθενά το «εκτελεί ταυτόχρονα δύο ΑΑΤ»…..Και τα περσινά θέματα νομίζω δεν είχα καμία αστοχία χρήσης όρου….Αυτό μόνο θετικό μπορεί να είναι……βέβαια μέχρι να φθάσουμε στο «συνθέτουμε τις εξισώσεις των κινήσεων» θέλει πολύ δρόμο και ίσως δεν φτάσουμε ποτέ….Ας δείχνουμε όμως στην εκάστοτε ΚΕΕ το σωστό και όχι το περίπου….

Αυτή είναι η δική μου λογική….και δεν μπορώ να την αλλάξω

Όσα έγραψες στο σχόλιο, με καλύπτουν και αυτά θα ήθελα να δω από την αρχή…στην πολύ έξυπνη άσκηση

που παρουσίασες..

Καλά να περάσεις στη Χαλκίδα, χαιρετίσματα στον Κώστα…

 

Σπύρος Τερλεμές
07/06/2020 3:03 ΜΜ

Καλησπέρα κ.Πρόδρομε,

Πολύ καλή άσκηση!!!

Δίνω και εγώ μια λύση για το πρώτο ερώτημα ΕΔΩ

Θέλω να κάνω μια ερώτηση, γιατί θα έρθει ίσως η στιγμή που θα δώσω εξετάσεις.

Πως θα βαθμολογούσατε αν ήσασταν εξεταστής την λύση?

Εννοώ υπάρχει ποτέ περίπτωση να παρθεί λάθος ή εκτός ύλης κτλ?

Σπύρος Τερλεμές
08/06/2020 7:58 ΠΜ

Καλημέρα κ.Πρόδρομε, 

Σας ευχαριστώ για τα όμορφα λόγια και την απάντηση! 

Φυσικά και αποδέχομαι όσα γράψατε και αναμένω το θέμα.

Καλή εβδομάδα cheeky

Λειβαδίτης Δημήτριος

Καλησπέρα σε όλους τους συναδέλφους

Ορμώμενος από το σχόλιο του φίλου Θοδωρή θα ήθελα να παίξω το ρόλο του Χότζα(!) και να δώσω δίκιο και στον Θοδωρή και στον κ. Κορκίζογλου. Ομολογώ την αμαρτία μου βέβαια ότι είμαι περιστασιακός χρήστης του yliko.net οπότε δεν έχω παρακολουθήσει τη σχετική συζήτηση που αναφέρεται ο Θοδωρής.

Πράγματι σε κάθε σύστημα σωμάτων που εκτελούν ταλάντωση μαζί, δηλαδή με την ίδια συχνότητα, ο όρος 'επιμέρους σταθερά ταλάντωσης' για κάθε σώμα ξεχωριστά, κατά τη γνώμη μου δεν έχει κάποια ιδιαίτερη φυσική σημασία, αφού από φυσικής πλευράς αυτό που μας ενδιαφέρει είναι η συχνότητα και το πλάτος της ταλάντωσης και αυτή είναι ίδια για όλα τα σώματα που απαρτίζουν το σύστημα. Οπότε έχει κάποιο δίκιο ο Θοδωρής που μιλάει για 'μία' ταλάντωση. (Φυσική σημασία το D1, D2 κτλ. θα είχε κατά τη γνώμη μου σ' ένα σύστημα ταλαντωτών όπου ο κάθε ταλαντωτής ταλαντώνεται με τη δικιά του συχνότητα.)

Από την άλλη πρέπει να δώσουμε κι ένα δίκιο στον κ. Κορκίζογλου, γιατί πράγματι από μαθηματικής πλευράς, αν πάρουμε για ένα σώμα τη συνισταμένη των εξωτερικών δυνάμεων και φτάσουμε σε μία σχέση της μορφής ΣF=-m(ω^2)y ή (σε μορφή διαφορικής εξίσωσης) y'' + (ω^2)y = 0 , τότε η λύση της διαφορικής είναι αναγκαστικά της μορφής y = Aημ(ωt) + Bσυν(ωt), δηλαδή μία ταλάντωση. (Με επιβολή των αρχικών συνθηκών φτάνουμε και στην ακριβή εξίσωση της ταλάντωσης.)  Άρα μπορούμε να πούμε ότι κάθε σώμα ξεχωριστά κάνει ταλάντωση.

Ευχαριστούμε για τις ωραίες σας συζητήσεις που μας βγάζουν από τα τετριμμένα και μας κάνουν να ξεχνάμε την παρακμή που επικρατεί αυτή την εποχή στα Λύκεια με τους 2 και 3 μαθητές ανά αίθουσα.

Να είστε καλά. 

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Γεια σου Δημήτρη, καταρχήν να διευκρινίσω ότι, δεν τίθεται θέμα αντιπαράθεσης με τον Πρόδρομο…

Ο Πρόδρομος είναι ένας…..και είναι δάσκαλος για τους περισσότερους από εμάς….

Κατά δεύτερον, θα μου επιτρέψεις να διαφωνήσω σε αυτό που γράφεις …

Κάθε σώμα ξεχωριστά κάνει αρμονική ταλάντωση,

αλλά δεν κάνει απλή αρμονική ταλάντωση, ώστε να αποδίδουμε σταθερά D

Ας πάρουμε ένα γνωστό πρόβλημα και μία λύση που κυκλοφορεί πολύ

Συμφωνείς με τη λύση; Θα δεχόσουν μια ανάλογη ως προτεινόμενη λύση;

Αν δεχτούμε μια τέτοια λύση, τότε θα πρέπει να δεχτούμε και τις επόμενες

ως ασκήσεις ΑΑΤ

Να τις δεχτούμε;  Αν όχι, τότε πρέπει να απορρίψουμε την προτεινόμενη λύση με κάθε κόστος

και να απαιτήσουμε ως λύση την ακόλουθη

Ελπίζω να μην θεωρηθούν τα παραπάνω ως επίκληση "αυτοεκπληρούμενης προφητείας"…..

Ραντεβού σε λίγες μέρες….

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
09/06/2020 8:32 ΜΜ

Καλησπέρα Πρόδρομε

Αρχικά να σε συγχαρώ για τις ασκήσεις που ανεβάζεις τον  τελευταίο καιρό. Αρκετές, όπως και την παρούσα, τις δοκίμασα ήδη στην πράξη.

Στην συνέχεια μία ερώτηση/διευκρίνιση προς εσένα ή όποιον άλλον συνάδελφο: Πώς ορίζουμε την Απλή Αρμονική Ταλάντωση, την Αρμονική Ταλάντωση και την Ταλάντωση (αναφέρονται συνεχώς τώρα τελευταία από πολλούς συναδέλφους  κάποιες  παλιές συζητήσεις στις οποίες μάλλον είχατε συμφωνήσει σε ορισμούς, ποιες είναι αυτές);

Σε ευχαριστώ και να σαι καλά.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Στάθης Λεβέτας

Καλησπέρα Στάθη.

Αν σου απαντήσει κάποιος επαρκώς θα βάλω φέσι με φούντα.

Προφανώς επεκράτησε άποψη στο υλικονέτ, όμως συμφωνία δεν υπήρξε.

Η πληρέστερη αναφορά από τον Ανδρέα.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ο Ανδρέας υπήρξε πολύ ευγενικός τότε.

Έγραψε αυτά την ώρα που γίνονταν σχετικές συζητήσεις στο υλικονέτ. Είπε ευγενικά:

-Παιδιά αν δεν είστε σίγουροι προσέξτε τι λέτε.

Είμαι μάλλον από τους λίγους που ενστερνίστηκαν όσα έγραψε. Διαχωρίζω έκτοτε την κίνηση που συνοδεύει ένα φαινόμενο από το φαινόμενο.

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλησπέρα Στάθη, δε νομίζω να ισχυρίστηκε κάποιος, δηλαδή εγώ εν προκειμένω, πως υπήρξε

ταύτιση απόψεων …. Να μην βάλει φέσι και ο Γιάννης….

Σε κάποια βασικά νόμιζα πως συμφωνήσαμε….μπορεί και να κάνω λάθος….

Ένα απόσπασμα από δική μου τοποθέτηση το 2010, την οποία συνεχίζω και υποστηρίζω

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Όπως φαίνεται καθαρά, ο Θοδωρής ονομάζει "απλή αρμονική ταλάντωση" ένα φαινόμενο και όχι μία κίνηση.

Ένα φαινόμενο στενά συνδεδεμένο με ένα σύστημα που ονομάζεται "απλός αρμονικός ταλαντωτής".

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
10/06/2020 10:41 ΠΜ

Καλημέρα συνάδελφοι.

Γιάννη μέχρις στιγμής έχεις δίκιο. Αυστηρός ορισμός δεν ετέθη. Από την τοποθέτηση του Θοδωρή κατάλαβα αρχικά, ότι μία κίνηση δεν ορίζεται αυστηρά και μόνον από τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα με τις εκάστοτε αρχικές συνθήκες, και κατά δεύτερον ότι ΑΑΤ είναι η κίνηση στην οποία η συνισταμένη δύναμη είναι μεν της μορφής –Dx, αλλά και όπου όλες οι εμπλεκόμενες δυνάμεις είναι συντηρητικές (χώρο –εξαρτώμενες).

Θοδωρή, σύμφωνα με ότι γράφεις, πρέπει να θεωρήσουμε ως ΑΑΤ την κίνηση των δύο μαζών στο τελευταίο σχήμα της συνημμένου αρχείου σου, μόνον όταν αυτές είναι κολλημένες. Γιατί μόνον τότε οι εσωτερικές δυνάμεις αλληλεπίδρασης των δύο μαζών παραμένουν αδρανείς ως προς την εωτερική ενέργεια του συστήματος. Αν τα δύο σώματα είναι απλά τοποθετημένα το ένα πάνω στο άλλο και αλληλεπιδρούν μέσω τριβής, τότε στο ίδιο σύστημα για κάποιες αρχικές συνθήκες η τριβή παραμένει συνεχώς στατική, αλλά για κάποιες άλλες μετατρέπεται σε ολίσθησης και η ενέργεια δεν διατηρείται. Συνεπώς το είδος της κίνησης του συστήματος εξαρτάται από τις αρχικές συνθήκες, και ο χαρακτηρισμός της ως ΑΑΤ πρέπει να απορριφθεί. 

Πρόδρομε συμφωνώ με όσα γράφεις. Ίσως έχω μία μόνον ένσταση ως προς την … ανησυχία σου για την αξία της σταθεράς D1: Για μένα είναι η ίδια με την αξία της σταθεράς D. Μια σταθερά αναλογίας μεταξύ δύο διανυσμάτων, δύναμης και απομάκρυνσης από την θέση x=0.