Ποιός ο μέγιστος ρυθμός παραγωγής θερμότητας;

Τα άκρα Γ και Δ δύο παράλληλων οριζόντιων αγωγών ΓΜ και ΔΝ μεγάλου μήκους, οι οποίοι δεν έχουν ωμική αντίσταση, συνδέονται με αγωγό ΓΔ μήκους l = 1m, ο οποίος έχει ωμική αντίσταση R = 2Ω. Ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ μάζας m = 0,2kg, μήκους l = 1m και αμελητέας αντίστασης είναι ακίνητος και μπορεί να ολισθαίνει στο οριζόντιο επίπεδο, που ορίζουν οι παραπάνω αγωγοί, σε επαφή με τους αγωγούς ΓΜ και ΔΝ και κάθετα σε αυτούς. Το σύστημα βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο, του οποίου η ένταση έχει μέτρο Β = 1T και είναι κάθετη στο επίπεδο των αγωγών. Τη χρονική στιγμή t0 = 0 ο αγωγός ΚΛ δέχεται σταθερή οριζόντια δύναμη F, η οποία είναι παράλληλη με τους αγωγούς ΓΜ και ΔΝ και έχει μέτρο F = 5N, όπως φαίνεται στο σχήμα. Κάποια χρονική στιγμή t ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα είναι dI/dt = 2,5A/s, ενώ ο ρυθμός παραγωγής θερμότητας στο σύστημα είναι dQ/dt = 8J/s.

Η μέγιστη τιμή του ρυθμού παραγωγής θερμότητας στο σύστημα είναι:

α. 8J/s                β. 20J/s                 γ. 64J/s

Θεωρήστε γνωστό, ότι η Η.Ε.Δ. από επαγωγή στα άκρα του αγωγού δίνεται από τη σχέση Eεπ = Βυl

Η απάντηση σε word

και σε pdf

(Visited 1,442 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
17 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Βασίλειος Μπάφας
2 μήνες πριν

Αποστόλη είναι πολύ καλή.

Μου άρεσε που συνδυάζει:

Μέγιστη τιμή

τριβή στη επαγωγή και όχι μόνο θερμότητα από Joule 

Διερεύνηση για την τριβή 

Το καθένα μόνο του είναι αρκετό, τα τρία μαζί εξαιρετικό! 

Μπράβο! 

Διονύσης Μάργαρης
Admin
2 μήνες πριν

Καλό μεσημέρι Αποστόλη.

Πολύ καλή, με ωραία διερεύνηση!

Κώστας Ψυλάκος
Editor
2 μήνες πριν

Καλημερα !

Αποστολη καλο θεμα μιας και οι ρυθμοι μεταβολης παντα εχουν την ιδιαιτεροτητα τους για τους  μαθητες ! 

Ο ρυθμος μεταβολης του ρευματος ειναι λιγο "ψαρωτικος" mail αλλα με λιγη ψυχραιμια , μιας και το (i) ειναι αναλογο το (υ) , η σκεψη παει στην επιταχυνση……

Η "κρυμμένη " τριβη ολισθησης θελει προσοχη ! Η σχεση (1) δημιουργει την εντυπωση οτι εξαρταται απο την ταχυτητα ….

Ομως ειναι σταθερη με μετρο ισο με 3Ν . Οποτε αυτο βοηθα και ευρεση του υορ . smiley

 

Χρήστος Αγριόδημας
Editor
2 μήνες πριν

Αποστόλη καλησπέρα.

Ωραίο θέμα με δυσκολία στην εύρεση της τριβής η οποία δεν υπονοείται από πουθενά. 

Αν κάποιος υποπτευθεί ότι υπάρχει δύναμη αντίστασης τότε με ψυχραιμία θα οδηγηθεί στη λύση.

Να σαι καλά. Καλό Σαββατοκύριακο

Κώστας Ψυλάκος
Editor
2 μήνες πριν

Αποστολη μια σκεψη για την λυση του θεματος  (για ποικιλία smiley )  : 

 

Pθ-max-Επαγωγή-464×600

Γιάννης Κυριακόπουλος
Editor

Καλό και πονηρό θέμα.

Ανδρέας Ριζόπουλος
Editor
2 μήνες πριν

Αποστόλη καλησπέρα. Εξαιρετική άσκηση. Σε βλέπω οπαδό της διδακτικής πρότασης "Ένα ερώτημα"και τα αναλυτικά βήματα να τα κάνουν οι μαθητές. Και βέβαια είναι μια ωραία μέθοδος, αρκεί να έχεις την κατάλληλη τάξη να εφαρμοστεί. Θα την δώσω στα παιδιά αφού την αναλύσω σε επιμέρους ερωτήματα, όπως:
α) Ποια είναι η φορά του επαγωγικού ρεύματος;
β) Ποια η σχέση di/dt = f(α);
γ) Υπολογίστε την επιτάχυνση του αγωγού τη χρονική στιγμή t.
δ) Ερευνήστε αν υπάρχει τριβή. Αν υπάρχει ποια η σχέση Τ = f(υ).
στ) Ποια η σχέση dQ/dt = f(υ);
ζ) Υπολογίστε την ταχύτητα υ του αγωγού, τη χρονική στιγμή t και το μέτρο της τριβής.
η) Αποδείξτε ότι ο αγωγός αποκτά οριακή ταχύτητα και βρείτε το μέτρο της.
θ) Ποιος είναι ο μέγιστος ρυθμός dQ/dt;
Να είσαι καλά!

 

Πρόδρομος Κορκίζογλου

Εύγε Αποστόλη, εξαιρετική!!!

Φυσικά δεν προορίζεται για Β θέμα, με τόση διερεύνηση, αλλά ο διδακτικός στόχος της επιτυγχάνεται! 

Ίσως αν δινόταν ως Γ θέμα με τη δομή των ερωτήσεων του Ανδρέα, να "οικοδομούνταν" η λύση της, γιατί θα είχαν φτιαχτεί τα "σκαλοπάτια" .

Επίσης μου άρεσε πολύ η διερεύνηση που έκανες, καθώς και η εναλλακτική λύση του Κ.Ψυλάκου.

Να είσαι πάντα καλά.