Να εφαρμόσουμε την ΑΔΜΕ; Γιατί όχι;

Ένα σώμα μάζας 1kg κινείται κατά μήκος ενός κεκλιμένου επιπέδου με την επίδραση μιας δύναμης F, όπως στο σχήμα. Το σώμα περνά από την θέση Α με ταχύτητα υ_ο=4m/s, ενώ μηδενίζεται στιγμιαία η ταχύτητά του στη θέση Γ. Δίνονται ακόμη η συνιστώσα w_x=3Ν, η τριβή ολίσθησης μέτρου Τ=2Ν, ενώ η δύναμη F έχει μέτρο 1Ν και φορά προς τα πάνω κατά την άνοδο και  μέτρο 3Ν και κατεύθυνση προς τα κάτω, κατά την κάθοδο.

i) Να βρεθεί η μετατόπισή του (ΑΓ)=x κατά την άνοδο.

ii) Η ταχύτητά του υ₁ με την οποία επιστρέφει στην θέση Α.

Λύση:

Δεν μας ενδιαφέρουν οι επιμέρους δυνάμεις, εμείς θα ασχοληθούμε μόνο με τη συνισταμένη ΣF μέτρου 4Ν η οποία έχει φορά προς τα κάτω, σε όλη τη διάρκεια της κίνησης (άνοδο και κάθοδο), η οποία συνδέεται με μια δυναμική ενέργεια, για την οποία θεωρούμε επίπεδο μηδενικής ενέργειας, το επίπεδο το κάθετο στο κεκλιμένο που περνά από  το Α, οπότε σε απόσταση x από αυτό, το σώμα θα έχει δυναμική ενέργεια:

U=ΣF∙x

(κατ΄ αναλογία με την βαρυτική δυναμική ενέργεια η οποία έχει τιμή U=mgh=Β∙h…).

i) Εφαρμόζουμε την ΑΔΜΕ μεταξύ των θέσεων Α και Γ κατά την άνοδο:

ii) Εφαρμόζουμε ξανά την ΑΔΜΕ από την θέση Γ μέχρι την θέση Α (U_Α=0) κατά την κάθοδο:

Τι λέτε συνάδελφοι;

• Θα διδάσκατε την παραπάνω λύση, αν σας έδιναν το πρόβλημα αυτό;
• Πώς θα βαθμολογούσατε μια λύση όπως την παραπάνω, αν την βλέπατε σε ένα γραπτό μαθητή;