Γύρω από ένα μικρό κύλινδρο ακτίνας R=5cm και μάζας 0,1kg τυλίγουμε ένα αβαρές νήμα, το άκρο Α του οποίου επιταχύνουμε προς τα πάνω, με σταθερή επιτάχυνση, ενώ έχουμε αφήσει ελεύθερο τον κύλινδρο να κινηθεί. Με τον τρόπο αυτό, σε χρονικό διάστημα t1=0,2s, το άκρο Α του νήματος Α μετατοπίζεται κατά y=0,4m.
- Να υπολογιστεί η επιτάχυνση με την οποία κινείται το άκρο Α του νήματος.
- Να βρεθεί η δύναμη που ασκήσαμε στο άκρο Α για την παραπάνω κίνηση.
- Να βρεθεί η μετατόπιση του κέντρου μάζας Ο του κυλίνδρου και η γωνία στροφής του, στο παραπάνω χρονικό διάστημα t1.
- Επαναλαμβάνουμε την κίνηση, αλλά τώρα ασκούμε στο άκρο του νήματος Α, μια σταθερή κατακόρυφη δύναμη μέτρου F1=0,6Ν. Να βρεθεί η μετατόπιση y1 του σημείου Α, στο ίδιο χρονικό διάστημα t1=0,2s.
Δίνεται η ροπή αδράνειας του κυλίνδρου ως προς τον άξονα περιστροφής του Ι= ½mR2 και g=10m/s2.
ή
Καλημέρα Διονύση.
Είναι μια άριστη άσκηση.
Πριν πολλά χρόνια μου έστειλαν την παρακάτω, όπως είναι.
Δεν γνωρίζω από ποιο βιβλίο ή ποια πηγή. Ίσως από την ομάδα που έγραφε το μπλε βιβλίο, ίσως από δουλειά συναδέλφου. Πάντως δεν ήταν δουλειά του συναδέλφου που μου την έστειλε.
Ήταν πάντοτε κάτι που δεν είχαν ξαναδεί και έπρεπε να μάθουν τη λύση σαν τεχνική.
καλημέρα σε όλους
πολύ καλή άσκηση, Διονύση, θεωρώ κατάλληλη για Γ θέμα
στάθηκα ιδιαίτερα το iii., όπου και “μεριμνάς” για τη μεταφορική ακινησία του κυλίνδρου, μου άρεσε πολύ αυτό
το οποίο και προχωρώ λίγο ακόμη επαληθευτικά:
το έργο της δύναμης είναι F.y=…=0,4J
το έργο της ροπής είναι F.R.θ=…=0,4J
η τελική κινητική ενέργεια του κυλίνδρου είναι 1/2Ιω²=…=0,4J
(ως προς το “επιταχύνουμε με σταθερή επιτάχυνση”, πάλι και αυτό δεν μπορεί να γίνει από κανέναν πειραματιστή, διότι θα πρέπει να κινεί και το χέρι του με κατάλληλα αυξανόμενη ταχύτητα ώστε να επιτύχει, την ίδια επιτάχυνση, την οποία, όμως και δεν έχει κανέναν τρόπο να αντιληφθεί,
καλύτερα άρα “επιταχύνεται”, αφήνοντας “φλού” το πώς αυτό επιτυγχάνεται, από τον Θεό της Φυσικής ίσως…
μια κάποια προσέγγιση, πάντως, θα ήταν αν μέσω κάποιας ακίνητης τροχαλίας εκεί ψηλά κρεμόταν από την άλλη μεριά κάποιο σώμα που “ξέρει” ότι δέχεται σταθερή δύναμη προς τα κάτω, το βάρος του δηλαδή, αλλά και τότε η επιτάχυνση θα ήταν μικρότερη από g, εδώ, όμως, είναι 2g
μια παρόμοια ένσταση είχα και όταν ο Ανδρέας (Βαλ) είχε παρουσιάσει, πριν 15 χρόνια;, νομίζω στο Πλανητάριο, μια πολύ καλή πειραματική διάταξη μέτρησης μάζας, που κατά την άποψή μου, την είχα καταθέσει και τότε, “έπασχε” για τον ίδιο λόγο)
Καλημέρα Βαγγέλη.
Αν η ακίνητη τροχαλία είναι διπλή, γίνεται;
επειδή υπάρχει και “ίδιον” βάρος, Γιάννη, εκτιμώ πώς όχι,
για επιτάχυνση 2g εννοώ,
πολύσπαστο, ίσως, και με μελέτη…
Βαγγέλη δυο λεπτά να ζωγραφίσω…
Τι εννοώ Βαγγέλη:
Ο λόγος των ακτίνων (ή ακτινών;) είναι 3.
Δεν ανεβαίνει με επιτάχυνση μεταξύ 2g και 3g και μάλιστα πιο κοντά στην 3g ;
Αυτή η άσκηση δείχνει τον δρόμο για τα Δ θέματα.
Ο Διονύσης έβαλε 4 ερωτήματα με μια απλή διάταξη χωρίς νήματα που κόβονται και χωρίς διακόπτες να ανοιγοκλείνουν.
Τα ερωτήματα θα μπορούσαν να είναι περισσότερα ή μόνο 4 και διαφορετικά.
Καθοδηγητικά όπως αυτά που έβαλε ή “πιο απότομα”.
Δεν χρειάζονται κουραστικές πράξεις για να βαπτισθεί ένα θέμα “Δ θέμα”.
Πολύ καλό θέμα Διονύση. Συμφωνώ με το Γιάννη, ως προς τη μορφή που θα έπρεπε να είχαν τα Δ θέματα.
Καλησπέρα συνάδελφοι.
Γιάννη, Βαγγέλη και Αποστόλη σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Συμφωνώ ότι θα μπορούσαμε να έχουμε κάτι αντίστοιχο στις εξετάσεις, αλλά έχουμε πάρει άλλο δρόμο…
Όσον αφορά το πειραματικό μέρος Βαγγέλη, δύο πράγματα.
Με άλλα λόγια, πιο εύκολα μπορούμε να πετύχουμε την αρχική κίνηση που δίνω παρά την δεύτερη του 4ου ερωτήματος. Και νομίζω ότι ο Βαγγέλης Κορφιάτης, είχε δίκιο…
θα μπορούσε έτσι, μετά από δοκιμές και δοκιμές, Γιάννη, να γίνει αλλά τέτοιες τροχαλίες, από όσο θυμάμαι, δεν υπάρχουν ούτε στα ΕΚΦΕ
Είναι σωστό αυτό.
Άνθρωποι και μηχανισμοί επιβάλλουν συγκεκριμένη κίνηση και όχι συγκεκριμένη δύναμη.
Ας πάρουμε την πιο απλη περίπτωση που ταβάμε ένα γιο γιο στο πάτωμα με το νήμα οριζόντιο. Μπορούμε με μηχανισμό να το κινήσουμε με κάποια λογική επιτάχυνση. Μετά ας ζητήσουμε δυνάμεις και έργα.
Δεν θα τη λύσουν τόσο εύκολα. Έχουν μάθει οτι “Η δύναμη είναι το αίτιο”.
Όσο σωστό κει αν είναι δεν είναι ρεαλιστικό.
Βαγγέλη ας μην υλοποιείται με τον εξοπλισμό που διαθέτουμε.
Στο κάτω κάτω τα ωραία θεματα είναι πολλές φορές γρίφοι που δεν υλοποιούνται πειραματικά.
Υ.Γ.
Δυστυχώς δεν μπορώ να βρω αποστροφή,καπως ειρωνική, του Ανδρέα Κασσέτα για τους πειραματικούς, τους μη οπαδούς (όπως τους είπε) των δύο ορυχείων.
Διονύση καλησπέρα.
Συμφωνώ με τέτοια κατασκευή μπορείς να εξετάσεις πολλά και είναι και πολύ ωραίο θέμα. Θυμάμαι ένα φύλλο εργασίας που είχες φτιάξει παλιά και ζητούσες και ενέργειες. Με εκείνο το φύλλο είχα βγάλει αρκετές μίνι ασκησουλες και μου είχε φανεί πολύ χρήσιμο.
Όσον αφορά το γιο γιο με δοκιμές η πρώτη περίπτωση μπορεί να επιτευχθεί σχετικά εύκολα.
Καλημέρα Χρήστο και σ ε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Μιας και θυμήθηκες το φύλλο εργασίας του 2012 και έχουμε και γιο – γιο, ας παίξουμε:
Παίζοντας με ένα γιο-γιο.
Καλημέρα Διονύση, καλημέρα στην παρέα
Όμορφο θέμα, σύμφωνος με τους φίλους που προτείνουν το πνεύμα του.
Γιάννη έχω βιβλίο με την άσκηση που σου έστειλαν…
Βαγγέλη τα εγγόνια είναι πρώτοι πειραματιστές κι όλα τα καταφέρνουν
Καλό Σαββατοκύριακο