by 
Ένας ομογενής δίσκος μάζας m=2kg και ακτίνας r=0,1m βρίσκεται ακίνητος πάνω σε ένα κεκλιμένο επίπεδο, γωνίας κλίσης θ, με τη βοήθεια οριζόντιου νήματος που είναι δεμένο στο σημείο Κ του επιπέδου και στο ανώτερο σημείο Δ του δίσκου. Τη χρονική στιγμή t=0 κόβουμε το νήμα και ο δίσκος αρχίζει να κατέρχεται κυλιόμενος στο πλάγιο επίπεδο με τη στατική τριβή να διατηρεί την φορά που είχε όταν το σώμα ισορροπούσε Τστ= (16/3)Ν. Ο δίσκος φτάνει στη βάση Ζ του κεκλιμένου επιπέδου με γωνιακή ταχύτητα ω=40rad/s.
Να υπολογίσετε
Γ1. …
Γ2. τη γωνιακή επιτάχυνση, αγων, με την οποία στρέφεται ο δίσκος καθώς κατέρχεται.
Τι λέτε συνάδελφοι, απαντάται το Γ2 ερώτημα, με βάση την εξεταστέα ύλη που έχει μείνει εντός;
ΥΓ
Το θέμα είναι από το 5ο διαγώνισμα του ΨΕΒ, το 2021…
Δείτε το από εδώ.
Καλημέρα Ντίνο.
Στο Α4α υπάρχει σαφής παράλειψη ως προς ποιο σημείο υπολογίζουμε την ροπή. Η ροπή δύναμης χωρίς το “ως προς” δεν ορίζεται.
Στο Α4β υπάρχει πρόβλημα ουσίας. Μπορούμε να δανειστούμε από τον 1ο νόμο του Νεύτωνα τον όρο ισορροπία, λέγοντας ότι αν ένα στερεό στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα γύρω από έναν άξονα ισορροπεί, όπως ισορροπεί όταν εκτελεί μεταφορική κίνηση με σταθερή ταχύτητα κέντρου μάζας.
Είναι αυτή η ισορροπία που διδάσκονται τα παιδιά; Προφανώς όχι. Στο βιβλίο περιέχεται (και διδάσκεται) η στατική ισορροπία στερεού. Όπου λέγοντας στατική εννοούμε ότι το στερεό είναι ακίνητο. Ούτε μεταφέρεται, ούτε περιστρέφεται.
Αλλά τότε το ερώτημα, δεν έχει καμιά σωστή απάντηση για τον μαθητή…
Διονύση ευχαριστώ.
Την έννοια ισορροπία υλικού σημείο στην Α τάξη τη συνδέουν με την ακινησία ή την ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Τι από τα δύο; Το ένα μετατρέπεται στο άλλο αν αλλάξουμε σύστημα αναφοράς.
Στο στερεό ο τίτλος της παραγράφου που έχει απομείνει είναι «ισορροπία» και παρακάτω τη συνδέει με την ακινησία (στατική). Όμως στο στερεό η «ισορροπία» μπορεί να προκύψει από συνδυασμό των συνθηκών, αλλά τότε μιλάμε για μηχανική ισορροπία, που είναι εκτός.
Στο Α3β η διατύπωση «Το ανώτερο σημείο του δίσκου έχει ρυθμό μεταβολής του μέτρου της γραμμικής του ταχύτητας που είναι ίσος με» είναι προβληματική. Αντί να γράψουν «το μέτρο του ρυθμού μεταβολής της ταχύτητας του ανώτερου σημείου του δίσκου» (ο όρος γραμμική περιττεύει, αλλά έστω). Έχω παρατηρήσει ότι πολλοί και πολλά βιβλία τη λέξη γραμμική την προσάπτουν στην ταχύτητα μόνο στην εκ περιστροφής συνιστώσα (αν αναλύσουμε την κίνηση σε μεταφορά και περιστροφή).
Λίγη προσοχή και στις διατυπώσεις (στα ελληνικά μας) δεν θα έβλαπτε. Δεν μας συγχωρείται επειδή είμαστε Φυσικοί. Κρίμα, διότι πριν την ανάρτησή του τη βλέπουν τόσα μάτια.
Καλό μεσημέρι Ντίνο.
Συμφωνώ.
Διονύση εσύ κατάλαβες γιατί ένας φορέας του Υπ. Παιδείας….. για να υποστηρίξει την προσπάθεια των μαθητών και των καθηγητών που διδάσκουν το μάθημα , βάζει θέμα εκτός ή περίπου ( οι αμφιβολίες είναι υπέρ του μαθητή άρα και πάλι εκτός ) εκτός ύλης;
Καλημέρα Δημήτρη, καλημέρα Γιάννη και καλή βδομάδα.
Γιάννη το προσυπογράφω:
Ελπίζοντας ότι τα επόμενα σχόλια δεν θα θεωρηθούν μομφές προς τον εθελοντισμό:
Α3α. «Η ροπή της δύναμης F ως προς το σημείο Ο……»
Πολύ σωστά αναφέρεται το σημείο ως προς το οποίο υπολογίζεται η ροπή της δύναμης, δεν αναφέρεται όμως ποια θεωρούμε ως θετική φορά…..Φανταστείτε να υπήρχε επιλογή
τF = F (L/2)ημφ
Α4α «Η ροπή που προκαλεί η δύναμη εκείνη τη στιγμή έχει μέτρο…..»
Από τη στιγμή που δεν αναφέρεται ως προς ποιο σημείο ζητείται η ροπή της δύναμης και οι τέσσερεις επιλογές είναι σωστές…
Α4β Οι μαθητές διδάσκονται πως το ζεύγος δυνάμεων δεν προκαλεί μεταφορική κίνηση αλλά μόνο περιστροφική….
Βάσει αυτού κάποιος επιλέγει ως σωστή την πρόταση (β)
Όταν ένα στερεό ισορροπεί (σκέφτεται μεταφορικά) η συνισταμένη των ροπών των δυνάμεων που ενεργούν πάνω του μπορεί να είναι διάφορη του μηδενός
Α5β Για να στρέψουμε ευκολότερα ένα στερεό, πρέπει να ασκήσουμε δύναμη με μεγαλύτερο μοχλοβραχίονα
Εφόσον η δύναμη είναι δεδομένη, ο μεγαλύτερος μοχλοβραχίονας προκαλεί μεγαλύτερη ροπή, η οποία εξασφαλίζει «γρηγορότερη» περιστροφή και όχι ευκολότερη….
Μήπως είναι προτιμότερη-σαφέστερη η διατύπωση:
«Για να στρέψουμε ευκολότερα ένα στερεό, γύρω από ορισμένο άξονα, δηλαδή ασκώντας μικρότερη δύναμη, πρέπει να αυξήσουμε το μοχλοβραχίονα της δύναμης για τον συγκεκριμένο άξονα περιστροφής»
Β3 Στοιχείο καλά διατυπωμένης ερώτησης, είναι η απουσία περιττών με τη λύση στοιχείων.
Προς τι το δεδομένο ότι εκτελεί ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση;;;;
Η απάντηση προκύπτει γνωρίζοντας απλά ότι το καρούλι κυλάει στο οριζόντιο δάπεδο, ανεξάρτητα από το είδος της κίνησης που εκτελεί:
ΔχΣ=Δχcm-rΔφ= Δχcm-r(Δχcm/R)= Δχcm(1-r/R)
Δ5 Να βρείτε σε τι μετατράπηκε η μείωση της μηχανικής ενέργειας του συστήματος των σωμάτων Σ1 και Σ2
Ο μαθητής δεν οφείλει να δει ως σύστημα τα σώματα Σ1 , Σ2 και την τροχαλία…. πολύ απλά γιατί πουθενά στην ύλη που εξετάζεται δεν έχει συναντήσει ανάλογο μοντέλο…..και βέβαια δεν οφείλει να συναγωνίζεται τον Ηρακλή Πουαρό στην εξερεύνηση μυστήριων εγκλημάτων..
Ο μαθητής γνωρίζει πως όταν μειώνεται η μηχανική ενέργεια ενός συστήματος αυτή μετατρέπεται σε θερμική και η ανταλλαγή αυτής με το περιβάλλον του συστήματος είναι μη αντιστρεπτή…..
Ο μαθητής βλέπει δυνάμεις, τις τάσεις των νημάτων, βλέπει ότι αυτές παράγουν έργο, γνωρίζει ότι οι τάσεις δεν ανήκουν στις συντηρητικές δυνάμεις, άρα εύκολα μπορεί να υποθέσει ότι τα έργα αυτών, συνδέονται με τη μείωση της μηχανικής ενέργειας του συστήματος των σωμάτων Σ1 και Σ2 και να σκεφτεί ότι εκφράζουν μετατροπή μηχανικής ενέργειας σε θερμική…. Φυσικά ο μαθητής θα πέσει στο δόκανο που του έστησε ο θεματοδότης…..
Αυτό που δεν ξέρω είναι αν ο θεματοδότης οφείλει να αισθάνεται περήφανος για την «έξυπνη» ερώτηση που έθεσε στο μαθητή ….
Ορμώμενος από τον οίστρο «έξυπνης» θεματοδοσίας, θα πρότεινα να ζητήσουμε τα έργα των τάσεων των νημάτων στους αύλακες(!!!) από τις δύο τροχαλίες στην περιστροφική κίνηση……
Αφού ο μαθητής μπορεί να βρει την τάση νήματος σε κάθε σώμα και οι δυνάμεις στους αύλακες(!!!!!) είναι οι αντίθετες, προφανώς και τα έργα θα είναι αντίθετα μια και οι μετατοπίσεις των σημείων εφαρμογής είναι ίσες….
Τ1=8Ν, WT1=-8J , WT’1=- WT1=8J
T2=11N , WT2=5,5J, WT’2=- WT2=-5,5J
Η τροχαλία πήρε 8J, έδωσε 5,5J, της έμειναν 2,5J
Λίγο στη στροφορμή της τροχαλίας δυσκολεύομαι, αλλά πού θα πάει, μέχρι τον Ιούνιο, θα βρούμε τρόπο να την εισάγουμε και αυτή στη θεματολογία, φυσικά για το καλό των υποψηφίων κα των ικανών-δασκαλεμένων μαθητών….
Λυπάμαι για το καυστικό ύφος στο σχόλιο, αλλά είναι υποχρέωση όσων διδάσκουμε φυσική αυτή τη δύσκολη χρονιά να προστατεύσουμε πρώτα τους μαθητές μας και ύστερα το ίδιο το μάθημα …. Η σιωπή δεν είναι πάντα χρυσός…..
Η ανακοίνωση της ΕΕΦΕΕ σχετικά με το Θέμα Γ του διαγωνίσματος των ΨΕΒ,
λιτή, ξεκάθαρη, ουσιαστική, χωρίς δυνατότητα παρερμηνείας……
Η απάντηση της ομάδας φυσικής του ΨΕΒ του S4E
στην τοποθέτηση της ΕΕΦΕΕ