Μια αυτοκινούμενη εξέδρα

Η εξέδρα Γ, που φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, χρησιμοποιείται σε πειράματα Φυσικής, έχει ρόδες και ηρεμεί πάνω σε οριζόντιο επίπεδο. Το σώμα Α έχει μάζα m = 20kg και με τη βοήθεια ενός αβαρούς μη εκτατού νήματος, είναι δεμένο στο βαρούλκο ενός περιστροφικού κινητήρα Ρ. Ο κινητήρας είναι αρχικά σβηστός, με αποτέλεσμα το σώμα Α να ηρεμεί πάνω στην οριζόντια πλευρά της εξέδρας. Η μάζα της εξέδρας, μαζί με τον κινητήρα, είναι M = 40kg. Θέτουμε σε λειτουργία τον κινητήρα, οπότε «ακαριαία» το νήμα, ξεκινά να τυλίγεται, στον περιστρεφόμενο κύλινδρο, ασκώντας στο σώμα, μέσω του νήματος, σταθερή δύναμη μέτρου  60N. Οι συντελεστές στατικής και τριβής ολίσθησης μεταξύ του σώματος Α και της εξέδρας είναι ίσοι με μ = 0,2 και οποιεσδήποτε άλλες τριβές στο σύστημα, θεωρούνται αμελητέες. Δίνεται: g = 10m/s2. Το πείραμα μελετά ο ακίνητος παρατηρητής Π.

i) Σχεδιάστε τις δυνάμεις στο σώμα Α, εξηγείστε γιατί θα κινηθεί και υπολογίστε την επιτάχυνση που αποκτά.

ii) Εξετάστε αν το σύστημα εξέδρα Γ- σώμα Α είναι μονωμένο.

iii) Τη χρονική στιγμή t = 2s, βρείτε τα μέτρα των ταχυτήτων υ1 του σώματος Α και υ2 της εξέδρας Γ. Επιβεβαιώστε ότι η ορμή του συστήματος διατηρείται σταθερή. Μπορούσατε να έχετε προβλέψει το αποτέλεσμα αυτό;

iv) Τη χρονική στιγμή t = 2s υπολογίστε τις μετατοπίσεις του σώματος Α και της εξέδρας Γ και στη συνέχεια βρείτε την ενέργεια που προσέφερε στο σύστημα ο κινητήρας.

v) Υπολογίστε τη θερμική ενέργεια που παράχθηκε λόγω τριβής του σώματος Α πάνω στην εξέδρα.

vi) Ποιες ενεργειακές μετατροπές συμβαίνουν στο σύστημα;

Απάντηση(Word)

Απάντηση(Pdf)

(Visited 223 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
10 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Πρόδρομος Κορκίζογλου

Γεια σου Ανδρέα με τα Ωραία σου!!!
Είχα δημοσιεύσει κι εγώ ένα παρόμοιο θέμα αλλά με βάρκα!
Δε θυμάμαι ποια χρονιά ήταν, θα ψάξω να τη βρω.
Να είσαι καλά.

Πρόδρομος Κορκίζογλου
Τελευταία διόρθωση8 μήνες πριν από Πρόδρομος Κορκίζογλου
Πρόδρομος Κορκίζογλου

Τη βρήκα αλλά δεν ανοίγει το αρχείο , έτσι βάζω την άσκηση με τον βαρκάρη σε pdf
πόσο έργο δαπανά ο βαρκάρης για να σύρει το κιβώτιο

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
8 μήνες πριν

Καλημέρα Ανδρέα.
Πολύ καλό θέμα, αν και νόμιζα ότι είχατε αφήσει πίσω τις ορμές!!!
Όσο σκέφτομαι ότι αφαιρέθηκε από την ύλη η άσκηση 5.46 της Γ, μην τυχόν και εμπλακούν τα παιδιά με τέτοια συστήματα…

Βαγγέλης Κουντούρης

καλημέρα σε όλους
πολύ καλή άσκηση, Ανδρέα
(προφανώς ο κινητήρας περιστρέφεται προς τα δεξιά
νομίζω είναι “εκτός”, αλλά το κέντρο μάζας του συστήματος παραμένει σε θέση αριστερά του μέσου του τραπεζιού και σε απόσταση από αυτό ίση με το 1/6 του μήκους του
αναρωτιέμαι μήπως θα ήταν καλύτερα ο κινητήρας να έχει ασήμαντη μάζα, διότι είναι και αυτός μέρος του συστήματος και αποκτά και κινητική ενέργεια εκ περιστροφής)

Χριστόφορος Κατσιλέρος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Ανδρέα.
Πάρα πολύ καλή άσκηση. Συγχαρητήρια!

Αποστόλης Παπάζογλου
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Ανδρέα. Τέτοιες ασκήσεις προσφέρονται για μεγάλη κουβέντα στην τάξη και πρέπει κατά την γνώμη μου να γίνονται, ανεξάρτητα του αν θεωρούνται εντός ή εκτός. Πολύ καλή.

Βασίλειος Μπάφας
8 μήνες πριν

Καλημέρα Αντρέα
comment image

Τελευταία διόρθωση8 μήνες πριν από Διονύσης Μάργαρης
Βασίλειος Μπάφας
8 μήνες πριν

Δες την άλλη αυτοκινούμενη εξέδρα!