web analytics

Όταν ακόμη και ο τοίχος …υποχωρεί!

Μια σφαίρα μάζας m1=1kg κινείται σε λείο οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα μέτρου υ1=5m/s (χωρίς να στρέφεται) και συγκρούεται ελαστικά με έναν πακτωμένο ακλόνητο κύβο μάζας m2=2kg. Το σημείο κρούσης είναι το κέντρο μιας έδρας του κύβου, ενώ η ταχύτητα υ1 σχηματίζει με την κάθετη στην έδρα στο σημείο κρούσης, γωνία θ, όπου ημθ=0,8 και συνθ=0,6, όπως φαίνεται στο σχήμα (σε κάτοψη). Αν δεν αναπτύσσεται τριβή μεταξύ των συγκρουόμενων σωμάτων και υ1΄ η ταχύτητα της σφαίρας μετά την κρούση, να βρεθούν:

i) Η μεταβολή της κινητικής ενέργειας και η μεταβολή της ορμής:

α) της σφαίρας,   β) του κύβου και γ) του συστήματος των δύο σωμάτων

 που οφείλονται στην κρούση.

ii) Επαναλαμβάνουμε το ίδιο πείραμα, με μόνη διαφορά, ότι έχουμε αφαιρέσει την πάκτωση και ο κύβος έχει την δυνατότητα να κινηθεί, μετά την κρούση. Ποιες θα είναι τώρα οι αντίστοιχες απαντήσεις στα παραπάνω ερωτήματα;

Απάντηση:

ή

%ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11 Όταν ακόμη και ο τοίχος …υποχωρεί!
%ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b13  Όταν ακόμη και ο τοίχος …υποχωρεί!

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
39 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Αρης Αλεβίζος

Όχι Άρη. Ο κύβος παραμορφώνεται αν τρακάρει με κύβο.
Οι γωνίες παύουν να είναι ορθές.
Αυτό δεν συμβαίνει με σφαίρες. Αυτές περιστρέφονται και παραμορφώνονται μόνο κατά την διεύθυνση της διακέντρου. Η παραμόρφωση εξαρτάται μόνο από τις μάζες και τις κατά διάκεντρον ταχύτητες.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ξέχασα να πω ότι δεν είναι σχήμα. Είναι στιγμιότυπο από προσομοίωση.
Δεν υπάρχει προσομοίωση που να μην συμβαίνει αυτό.
Οι προσομοιώσεις του i.p. δεν λύνουν εξισώσεις διατήρησης ενέργειας.
Δουλεύουν με τον συντελεστή κρούσης (δες το σχόλιο του Ανδρέα).

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Γεια σου Διονύση.
Το έχουν λάβει υπ’ όψιν στην εφαρμογή που έστειλα ως εικόνα.
Απλά δεν εκφράζονται με τον καλύτερο τρόπο. Το υπονοούν σαφώς ή λιγότερο σαφώς.
Έτσι που μοιάζει συνταγή. Συνταγή όμως του βιβλίου, όχι δική μου.
Αν δεν το έβλεπα η διδασκαλία μου θα διέφερε.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Το έχω καταλάβει. Όμως τι σημαίνει συνταγή;
Είναι επίσης συνταγή το:

  1. Αναλύουμε τις ταχύτητες κατά την διάκεντρο και κάθετα σ’ αυτήν.
  2. Εξηγούμε γιατί οι κάθετες ταχύτητες παραμένουν ίδιες.
  3. Γράφουμε την εξίσωση που προκύπτει από διατήρηση ορμής.
  4. Γράφουμε την εξίσωση που προκύπτει από διατήρηση ενέργειας.
  5. Απαλοίφουμε από αυτήν τους παράγοντες που περιέχουν τις κάθετες ταχύτητες.
  6. Από τις εξισώσεις του 3ου και του 5ου βήματος γράφουμε τις λύσεις επικαλούμενοι μαθηματική ομοιότητα με τις γνωστές εξισώσεις.

Είναι επίσης συνταγή απομνημονεύεται εύκολα. Δεν είναι καλύτερη.

Το σχολικό βιβλίο ούτε μία φορά δεν αναφέρει τη λέξη ενέργεια στην εφαρμογή της σελίδας που επεκόλλησα!
Έτσι όταν πρωτοσυνάντησα την λύση των 6 βημάτων παραξενεύτηκα:
-Γιατί τόση βαβούρα;
Κατάλαβα σύντομα το γιατί.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Βάζω άμεσα στο φόρουμ ένα θέμα με ύφος δεύτερου θέματος.
Ο τίτλος θα είναι περίπου:
-Σε ποιο ύψος αναπηδά;

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Φώναζα τουλάχιστον όσο εσύ ότι η κινητική ενέργεια δεν αναλύεται.
Ότι δεν αφαιρούνται κινητικές ενέργειες αντιθέτως κινουμένων.
Ότι αν οι άξονες δεν είναι κάθετοι βγαίνει και λανθασμένο αποτέλεσμα, ενώ το προηγουμένως “ορθό” αποτέλεσμα ήταν συμπτωματικά ορθό λόγω Πυθαγορείου.

Η έκφραση “Η κρούση αναλύεται σε άξονες” είναι περίφραση. Αναλύονται τα διανύσματα και όχι τα φαινόμενα.
Διαφορετικά θα έπρεπε να πω:

  1. Αναλύουμε τις ταχύτητες σε άξονες, ο ένας κάθετος στη διάκεντρο και ο άλλος οριζόντιος.
  2. Οι επί της διακέντρου ταχύτητες καθορίζουν την παραμόρφωση, έτσι οι διαδόχοί τους υπολογίζονται από τους γνωστούς τύπους.
  3. Οι κάθετες ταχύτητες παραμένουν ως έχουν αν οι σφαίρες είναι λείες, διαφορετικά υπολογίζονται από διατήρηση ορμής και διατήρηση στροφορμής.

Καλά κάνεις και επιμένεις. Επίσης κάνω και εγώ θυμίζοντας σε κάθε ανάρτηση (γενόμενος βαρετός) πως υπάρχει και άλλη λύση.

Οι αναρτήσεις που βάζω έχουν στόχο να αναδείξουν και την άλλη αυτήν λύση και τα πλεονεκτήματά της. Είμαι περίεργος αν κάποιος θα απαντήσει στο τελευταίο ερώτημα με διαφορετικό τρόπο και αν το κάνει πόση έκταση θα έχει η λύση του.