Ένα φορτισμένο σώμα σε κεκλιμένο επίπεδο

Σώμα Σ1 μικρών διαστάσεων και μάζας m είναι φορτισμένο θετικά, με φορτίο q. Ένα άλλο σώμα Σ2 μικρών διαστάσεων είναι φορτισμένο αρνητικά, με φορτίο Q. Μία ομάδα μαθητών βρίσκεται στο εργαστήριο Φυσικής και διαθέτει ένα λείο κεκλιμένο επίπεδο η (κατακόρυφη) τομή του οποίου είναι ορθογώνιο ισοσκελές τρίγωνο ΑΒΓ με μήκος κάθετων πλευρών h και ορθή γωνία στο Α. Οι μαθητές, που διαθέτουν και τα σώματα Σ1 και Σ2, εκτελούν δύο πειράματα:

Πείραμα 1

            Αφήνουν το σώμα Σ1 από την κορυφή Β του λείου κεκλιμένου επιπέδου και μετράνε το μέτρο της ταχύτητας υ1 με την οποία το σώμα Σ1 φθάνει στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου (σημείο Γ του σχήματος).

Πείραμα 2

            Στερεώνουν το σώμα Σ2  στην κορυφή Α του κεκλιμένου επιπέδου και στη συνέχεια αφήνουν το σώμα Σ1 από την κορυφή Β του λείου κεκλιμένου επιπέδου. Μετράνε το μέτρο της ταχύτητας υ2 με την οποία το σώμα Σ1 φθάνει στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου (σημείο Γ του σχήματος).

Για τις ταχύτητες υ1 και υ2 των παραπάνω πειραμάτων, ισχύει:

α.           υ1 = υ2                  β.            υ1 < υ2                 γ.        υ1 > υ2

i) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

ii) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Ένα φορτισμένο σώμα σε κεκλιμένο επίπεδο

(Visited 412 times, 5 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
15 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Νίκος Ανέστης
9 ημέρες πριν

Καλημέρα Μίλτο. Να προσθέσω άλλο ένα ερώτημα, στην ενδιαφέρουσα άσκηση. Να συγκρίνετε τους χρόνους κίνησης στα δύο πειράματα.
Καλό καλοκαίρι.

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
9 ημέρες πριν

Καλημέρα Μίλτο.
Πολύ ωραίο θέμα!
Μια απάντηση, στο ωραίο ερώτημα του Νίκου (καλημέρα Νίκο).
Το σώμα (στο 2ο πείραμα) έχει μεγαλύτερη επιτάχυνση, μέχρι να φτάσει στο μέσον της διαδρομής του. Από κει και πέρα η ελκτική δύναμη δίνει συνιστώσα στη διεύθυνση του κεκλιμένου, αντίθετη της ταχύτητας, με αποτέλεσμα η επιτάχυνσή του να είναι είναι μικρότερη από την αντίστοιχη του 1ου πειράματος (ας υποθέσουμε ότι η συνιστώσα του βάρους έχει πάντα μεγαλύτερο μέτρο από την αντίστοιχη συνιστώσα της ηλεκτρικής δύναμης στην διεύθυνση του κεκλιμένου).
Έτσι η δράση της ηλεκτρικής δύναμης “αλληλοεξουδετερώνεται”, όπως στο πρώτο μισό της διαδρομής προκάλεσε μεγαλύτερη ταχύτητα, από την αντίστοιχη του 1ου πειράματος, με αποτέλεσμα t2<t1.

Νίκος Ανέστης
8 ημέρες πριν

ΠΑΡΑΛΛΑΓΗ
Αφήνουμε το Σ1 από την άκρη κατακόρυφου λείου ημικυκλίου χωρίς αρχική ταχύτητα και φτάνει στην άλλη άκρη με μηδενική ταχύτητα.
Επαναλαμβάνουμε το πείραμα στερεώνοντας στο κέντρο το Σ2
Να συγκρίνετε τους χρόνους κίνησης.

Νίκος Ανέστης
8 ημέρες πριν

Οι ταχύτητες πράγματι είναι ίσες. Όταν τα φορτία είναι ομόσημα η επιτάχυνση είναι μεγαλύτερη καί φτάνει στο χαμηλότερο σημείο με μεγαλύτερη ταχύτητα και η επιβράδυνση όταν ανεβαίνει επίσης μεγαλύτερη μέχρι να μηδενιστεί τελικά η ταχύτητα. Όλο το φαινόμενο γίνεται σε μικρότερο χρόνο.

Νίκος Ανέστης
8 ημέρες πριν

Τώρα γύρισα σπίτι και φτιάχνοντας το σχήμα βλέπω ότι η Fηλ είναι συνεχώς κάθετη στην ταχύτητα και συμμετέχει μόνο στην κεντρομόλο επιτάχυνση και όχι στην επιτρόχια συνεπώς έχεις δίκιο

Νίκος Ανέστης
8 ημέρες πριν

Καλό βράδυ Μίλτο!

Νίκος Ανέστης
8 ημέρες πριν

Για να μήν υπάρχει πρόβλημα. Τα φορτία να τα πάρουμε ομόσημα.