by 
Ο αγωγός ΚΛ έχει μήκος ℓ=1m, μάζα m=0,2kg και αντίσταση R=0,5Ω και τη χρονική στιγμή t=0 αφήνεται να κινηθεί, χωρίς τριβές, κατακόρυφα όπως στο σχήμα, ξεκινώντας από τη θέση ΑΓ, μέσα σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=1Τ. Δίνονται R1=1,5Ω, οι κατακόρυφοι στύλοι δεν παρουσιάζουν αντίσταση, ενώ g=10m/s2. Μετά από χρόνο t1 ο αγωγός ΚΛ έχει κατέβει κατά h=1m, έχοντας στιγμιαία ταχύτητα υ=3m/s. Για την παραπάνω θέση ζητούνται:
- Η μαγνητική ροή που διέρχεται από το σχηματιζόμενο πλαίσιο, καθώς και ο ρυθμός μεταβολής της ροής, θεωρώντας την κάθετη στο επίπεδο να έχει την ίδια φορά με την ένταση του μαγνητικού πεδίου.
- Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό ΚΛ. Να σχεδιάστε τη φορά της έντασης στο σχήμα.
- Η επιτάχυνση του αγωγού ΚΛ.
- Η ισχύς της δύναμης Laplace που ασκείται στον αγωγό ΚΛ. Τι εκφράζει η παραπάνω ισχύς;
- Πόση ηλεκτρική ενέργεια έχει εμφανιστεί στο κύκλωμα από 0-t1;
ή
Πριν να αποκτήσει οριακή ταχύτητα!
Πριν να αποκτήσει οριακή ταχύτητα!
Καλό μεσημέρι σε όλους.
Μια άσκηση αφιερωμένη στα παιδιά της Γ΄ Λυκείου που μας διαβάζουν.
Πάνω στα βασικά της επαγωγής…
Καλησπέρα Διονύση.
Μοιάζει απλή.Ωστόσο θα έχουμε σημαντικά ποσοστά απότυχίας απο μαθητές μεσαίας επίδοσης και όχι μόνο:
στο α ερώτημα (υπολογισμός ρυθμού μεταβολής ροής παρά το γεγονός ότι τον υπολογιζουν μηχανικά σε κάθε άσκηση με κινούμενη ράβδο)
Στο τι εκφράζει η ισχύς της δύναμης Laplace
Kαι η “σφαγή” θα γίνει στον υπολογισμό της ηλεκτρικής ενέργειας που εμφανίστηκε στο κύκλωμα καθώς αποδίδουν στο έργο της δύναμης Laplace την εμφανιζόμενη θερμότητα στους αντιστάτες.
Μας προσφέρεις ενα θέμα που εγώ προσωπικά θα το κανω οδηγό για την σύνταξη αναλόγου ποιότητας θεμάτων σε όλη την έκταση της ύλης.Στο μέλλον βέβαια
Βασική άσκηση, που εξετάζει όμως βήμα βήμα τα φαινόμενα με την σειρά που δημιουργούνται και εξηγεί απλά τον τρόπο σκέψης σε ενεργειακά ερωτήματα. Είναι πολύ καλός οδηγός και για πιο σύνθετες.
Καλησπέρα Διονύση.
Ζυγιασμένα τα σκαλοπάτια της για τους νέους!
Παρμενίων γιατί …”σφαγή”; Στο iv) γράφει ο Διονύσης.
Καλησπέρα Διονύση. Η άσκησή σου εξετάζει τα βασικά, αλλά και υπάρχει το ωραίο ενεργειακό ερώτημα 5…Θα είναι χρήσιμη αυτή την περίοδο.
Τα νούμερα μπήκα στον πειρασμό να κοιτάξω αν συμφωνούν με τις γενικές λύσεις της διαφορικής. Έχω φτιάξει ένα Excel για έλεγχο του χρόνου και της μετατόπισης, μέχρι την απόκτηση της υορ σε αυτή την περίπτωση…
Οριακή ταχύτητα, χρόνος και μετατόπιση αγωγού
Παντελή καλησπέρα
Εμείς στο σχολείο απευθυνόμαστε σε ήδη ενημερωμένους μαθητές οι οποίοι στη πλειοψηφία τους γνωρίζουν σε καθαρά ποσοτική βάση, ότι “το έργο της Laplace μετατρέπεται σε θερμότητα στους αντιστάτες”. Αυτή είναι η συνήθης φράση και κατα την εφαρμογή του Θ.Μ.Κ.Ε αντικαθιστούν: WFL= – Qθερμ.
Μη ξεχνάμε ότι τα παιδια αυτά διδάσκονται επιτροχάδην το έργο και την ενέργεια, καθώς οι καταρτίζοντες τα προγράμματα σπουδών, έκριναν ότι 50 περίπου ώρες ετησίως, είναι αρκετές για να καλυφθεί η ύλη της Α΄λυκείου και μάλιστα μέσα σε άκρως ανομοιογενή τμήματα ως προς την έφεση περι την φυσική.
Eτσι πολλοί συνάδελφοι αναφέρονται στο θέμα παρακάμπτοντας τις λεπτομέρειες ή καλύπτουν σε βάθος το θέμα ,αλλά λίγα παιδιά όπως γνωρίζεις, έχουν την διάθεση των δεσμιτών να ακούσουν αναλύσεις.
Ο Διονύσης ρωτάει τί εκφράζει η ισχύς της δύναμης Laplace, όχι που καταλήγει η αφαιρεθείσα απο την ράβδο ενέργεια μεσω του έργου της δύναμης αυτής.Η απάντηση που έδωσα εγω, όχι επειδή ετέθη το ερώτημα ,αλλά κάνοντας ενεργειακή μελέτη ενός τέτοιου κυκλώματοςήταν:
Εκφράζει τον ρυθμό με τον οποίο η δύναμη αυτή, μέσω του έργου της ,αφαιρεί ενέργεια από την ράβδο.Η ενέργεια αυτή σε ανοικτό κύκλωμα, θα μετατρέπονταν σε κινητκή ενέργεια της ράβδου.Τώρα μετετρέπεται (ας το πούμε απλοποιημένα) σε ενέργεια ηλεκτρικού ρεύματος και τελικα σε θερμική ενέργεια των αντιστατών λόγω φαινομένου Joule.
Στην απορία κάποιου “τί άλλο θα μπορούσε να γίνει αυτή η ενέργεια ” απάντησα κινητική κατά το ένα μέρος αν συνδέσουμε ένα κινητηράκι.
Πιστεύω λοιπόν ότι στο δ ερώτημα θα απαντήσουν πολλοί ότι η ισχύς της δύναμης Laplace “εκφράζει τον ρυθμό με τον οποίο παράγεται θερμότητα στους αντιστάτες”
και στο ε ερώτημα η ηλετρική ενέργεια που εμφανίζεται στο κύκλωμα είναι δύσκολο να αντιστοιχιστεί στο έργο της δύναμης Laplace αφου αυτό….. γίνεται θερμότητα.
Δεν γνωρίζω την εικόνα που έχεις εσύ για την συμμετοχή των μαθητών στο μάθημα φυσικής γενικής παιδείας Β΄λυκείου,αλλά εδώ οι περισσότεροι μαθητές είναι ωσεί παρόντες!Μην φέρνεις στο μυαλό σου τους λίγους που ασχολούνται.Μιλώ για το μέσο μαθητή στον οποίο το θέμα του Διονύση “θέλει” να δώσει μονάδες αρκεί να έχει μάθει σωστά τι συμβαίνει, χωρίς να τον οδηγεί σε ατραπούς και σε λαβύρινθους πράξεων.Υπό την έννοια αυτή κρίνεται ως ένα θέμα βάσης ,το οποίο όπως αναφέρει περαπάνω ο Άρης μπορεί να σφιξει λίγο και να γίνει δυσπρόσιτο για το ευρύ κοινό απο ένα σημείο και έπειτα.
Οι στόχοι του Διονύση προφανείς
“Πάνω στα βασικά της επαγωγής…”
Γι αυτό και η ανάρτηση ολοκληρώνεται στο ερώτημα (v) το οποίο μπορεί
να αντιμετωπιστεί από κάθε υποψήφιο που έχει κατανοήσει βασικές
έννοιες φυσικής
Επειδή όμως πρέπει να είμαστε ξεκάθαροι με τους μαθητές αλλά και
με συναδέλφους που προσπαθούν να διαμορφώσουν την επανάληψη
μέσα από αυτά που διαβάζουν και στο υλικονετ……
Έστω ερώτημα
Οφείλουμε να διδάξουμε ανάλογα ερωτήματα;
Οφείλουμε να βάλουμε από το παράθυρο το ολοκλήρωμα;
Διότι την αλλαγή μεταβλητής άθροισης στο ολοκλήρωμα την “εμπεδώνουμε”…
Και για να γίνω πιο σαφής και κατανοητός
Εγώ δεν έχω διδάξει τέτοιες τεχνικές για πολλούς λόγους
Χθες όμως είδα στο υλικονετ ανάρτηση αντίστοιχης λογικής, η οποία
εισέπραξε πολλά εγκωμιαστικά σχόλια….
Δεν σας κρύβω πως “φοβήθηκα” μην πιαστώ “αδιάβαστος”….
Σκέφτομαι λοιπόν τη Δευτέρα, αντί να συνεχίσω επανάληψη με ασκήσεις
επιπέδου ανάλογης της παραπάνω, η οποία κατοχυρώνει γνώση βασική
και απαραίτητη για την “αυτενέργεια” του μαθητή σε οποιοδήποτε ανάλογο
ερώτημα, να ξεκινήσω με μια εισαγωγή στο ολοκλήρωμα
(προσθέτοντας ειδικό βάρος στη διαδικασία που θα ακολουθήσει)
και στη συνέχεια να διδάξω τεχνικές επίλυσης ανάλογων ερωτημάτων…
Επειδή δε το τμήμα που διδάσκω είναι τμήμα ιατρικής και μάλλον
στην αλλαγή μεταβλητής θα δυσκολευτούν σκέφτομαι να τους δώσω
ένα πινακάκι…..5-6 αλλαγές μπορώ να δω…θα τις μάθουν απέξω
και θα είναι έτοιμοι να ανταποκριθούν σε ανάλογα θέματα….
Περιμένω τις απαντήσεις σας…
Όχι του Διονύση, ο οποίος απάντησε δείχνοντας μέχρι πού πρέπει να φθάσουμε…
Εκτός αν δεν το ήξερε το κόλπο….
Καλημέρα Παρμενίων, σε ευχαριστώ για το σχόλιο και την ανάλυση που καταθέτεις.
Πράγματι στο ερώτημα τι εκφράζει το έργο της δύναμης Laplace η απάντηση είναι:
“Εκφράζει τον ρυθμό με τον οποίο η δύναμη αυτή, μέσω του έργου της, αφαιρεί ενέργεια από την ράβδο”.
Τι γίνεται αυτή; Απλά ηλεκτρική ενέργεια. Ενέργεια που μεταφέρεται μέσω του ηλεκτρικού ρεύματος στα διάφορα στοιχεία του κυκλώματος…
Από εκεί και πέρα είναι ζήτημα μελέτης κυκλώματος.
Καλημέρα σε όλους
Διονύση πολύ καλή άσκηση
Μια ερώτηση έχω μόνο. Επειδή δυσκολεύομαι να εξηγήσω το “μείον” τόσο στη δύναμη όσο και στο ρεύμα μπορεις να μου δώσεις μια βοήθεια ;
Δηλαδή αν μείνω μόνο στον υπολιγισμό της τιμής κατά μέτρο και αναφέρουμε τη φορά θα είμαστε εντάξει ή θα έχουμε κάνει τη μισή δουλειά;
Καλημέρα σε όλους.
Άρη, Παντελή, Ανδρέα και Θοδωρή σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ανδρέα ευχαριστώ για το αρχείο Excell, αλλά εδώ είμαστε “πριν την οριακή ταχύτητα”
Γιατί πριν;
Νομίζω ότι ο Θοδωρής έπιασε το νόημα.
Είναι μια βασική άσκηση, χωρίς τα ερωτήματα που συνήθως μπαίνουν, η οποία στοχεύει στην επανάληψη. Και η οριακή ταχύτητα έχει καταντήσει “πασατέμπος” ενώ τώρα τελευταία έχουμε περάσει έμμεσα στα ολοκληρώματα…
Καλημέρα Κώστα και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Το (-) στην ένταση του ρεύματος προκύπτει (αν προκύψει…) από τον νόμο της επαγωγής.
Η δύναμη είναι διάνυσμα, άρα αν μιλήσουμε για αλγεβρική τιμή της (και αυτό γίνεται μάλλον υποχρεωτικό όταν μας ζητάνε τη γραφική παράσταση της δύναμης και όχι του μέτρου της δύναμης), τότε:
Πρέπει πρώτα να καθορισθεί θετική φορά (κατά κανόνα η φορά της ταχύτητας..), οπότε αν η δύναμη έχει αντίθετη φορά (μπορεί και να μην έχει, άλλο αν με την περικοπή της ύλης, έχει πάντα!!!), τότε η τιμή της είναι αρνητική.
Προφανώς αν η άσκηση ζητάει απλά τον υπολογισμό της έντασης και της δύναμης, χωρίς να μας υποχρεώνει να δουλέψουμε με αλγεβρικές τιμές, μπορούμε να δουλέψουμε με την απόλυτη τιμή Ε και i…
ΥΓ
Με την ευκαιρία, για να δούμε και κάποιες στρεβλώσεις της περικοπής της ύλης που οδηγεί σε λάθη ουσίας:
Η δύναμη Laplace έχει αντίθετη φορά από την ταχύτητα. Σωστό ή λάθος;
Τι απαντά ο μαθητής; Σωστό!
Για να δούμε όμως το σχήμα όπου ο αγωγός επιταχύνεται με την επίδραση της δύναμης Laplace…
Καλημέρα Παρμενίων και Διονύση.
Παρμενίων συγνώμη για την καθυστερημένη απάντησή μου στο σχόλιό σου.
Το ερώτημα μου (απορία), προς εσένα στο αρχικό σχόλιο μου ήταν,
’’…γιατί σφαγή;’’,
με συμπλήρωμα ότι …’’Στο iv) γράφει ο Διονύσης’’ ,που θα μπορούσε να είναι απάντηση μαθητή.
Η ανάλυση που κάνεις στο σχόλιο σου ορθή και έτσι υποθέτω διδάσκεται το τμήμα τούτο
(ίσως συμπληρωματικά dWFL=Bil dx=Bil udt=Eεπ I =dPηλ) ,είδα δε ότι συνηγορεί ο Διονύσης στο προς εσένα σχόλιο του (με σφάλμα που διορθώνω)…
‘’ (Πράγματι στο ερώτημα τι εκφράζει
το έργοη ισχύς της δύναμης Laplace η απάντηση είναι:“Εκφράζει τον ρυθμό με τον οποίο η δύναμη αυτή, μέσω του έργου της, αφαιρεί ενέργεια από την ράβδο”.)’’… που εν προκειμένω γίνεται ηλεκτρική
Καλημέρα παιδιά.
Θοδωρή απαντώ μια και έγραψα κάτι που
χρησιμοποιεί ανάλογη τεχνική.
Όχι δεν οφείλεις να βάλεις τα
ολοκληρώματα από το παράθυρο.
Όχι δεν οφείλεις να διδάξεις ανάλογα θέματα.
Δεν οφείλεις να έχεις διδάξει ότι περίεργο μπορεί να πέσει κάποια χρονιά.
Δεν οφείλεις να διδάξεις τον υπολογισμό της ενέργειας που προσφέρεται σε μια περίοδο από τον διεγέρτη και πολλά άλλα.
Δεν όφειλες να διδάξεις ότι σε μια αβαρή ράβδο οι δυνάμεις στα άκρα έχουν την διεύθυνσή της.
Το 1987 δεν οφείλαμε να διδάξουμε την διατήρηση ενέργειας και ορμής των δύο ελκομένων μαζών, θέμα που έπεσε. Στάθηκα τυχερός τότε που βρήκα παρόμοιο ηλεκτρικό θέμα στον Αθανασάκη. Χάρηκα, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι θα είχα τύψεις αν δεν το είχα κάνει. Σε κάθε περίπτωση δεν θα αντιδρούσα αρνητικά, όπως πολλοί αντέδρασαν με το συγκεκριμένο θέμα, αλλά δεν θα αντιδρούσαν αν το είχαν διδάξει ή γράψει σε συλλογή ασκήσεων.
Η λογική «διδάσκω μεθοδικά κάθε τι που μπορεί να πέσει» είναι αδιέξοδη.
Στη «ραβδολογία» μου δεν είχα συμπεριλάβει, όταν την έγραφα, τον υπολογισμό της απόστασης φρεναρίσματος ράβδου. Είδα όμως ανάρτηση τέτοια και η τεχνική συμπεριελήφθη στη διδασκαλία μου πέρυσι. Σκέφτηκα ότι παρουσιάζεται εύκολα και ότι μπορεί να φανεί χρήσιμη.
Δεν συμπεριέλαβα στη διδασκαλία μου περίπτωση ράβδου που βάλλεται προς κάποια ακίνητη.
Δεν συμπεριέλαβα στη διδασκαλία μου υπολογισμούς της θέσης ακινητοποίησης ενός ταλαντωτή που τον σταματάει η τριβή ολίσθησης. Έχω αναρτήσει δυο τέτοιες περιπτώσεις.
Δεν συμπεριέλαβα στη διδασκαλία μου την κύλιση σφαίρας σε ημισφαίριο. Δεν περίμενα τέτοιο θέμα. Φέτος θα το έλεγα στην τάξη μια και μικρή λύση έχει.
Το ερώτημα είναι αν διδάσκουμε κατά την επανάληψη «περίεργα» θέματα.
Απάντηση δεν υπάρχει. Δεν θα ήταν καλό να αφήσουμε στη μπάντα απλά και βασικά χάριν εξεζητημένων. Από την άλλη πάντα θα βρίσκονται πρωτότυπης λύσης ερωτήματα.
Καλημέρα Διονύση, καλημέρα στην παρέα.
Είναι μια άσκηση η οποία για τα παιδιά είναι ότι πρέπει γι΄ αυτή την περίοδο. Επανάληψη στα βασικά. Άκρως απαραίτητο.
Καλημέρα σε όλους.
Χριστόφορε σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Χαίρομαι που … εγκρίνεται!