by 
Η ράβδος ΚΛ του σχήματος μπορεί να ολισθαίνει, χωρίς τριβές στους οριζόντιους αγωγούς Δx και Ζx΄, παραμένοντας πάντα κάθετη σ΄ αυτούς. Τα άκρα Δ και Ζ των αγωγών συνδέονται με αντιστάτη R. Όλη η διάταξη βρίσκεται σε ομογενές κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο. Στη ράβδο ασκείται δύναμη παράλληλη με τους αγωγούς Δx και Ζx΄ και η ράβδος κινείται. Στο δεύτερο κύκλωμα έχει προστεθεί ιδανικό πηνίο. Και σ’ αυτή την περίπτωση ασκείται δύναμη στη ράβδο, παράλληλη με τους αγωγούς Δx και Ζx΄, και η ράβδος κινείται.
Στην πρώτη περίπτωση όταν το έργο της δύναμης Laplace ήταν -10 J παράχθηκε θερμότητα Q1. Στη δεύτερη περίπτωση, πριν σταθεροποιηθεί η ένταση του ρεύματος, όταν το έργο της δύναμης Laplace ήταν -10 J, παράχθηκε θερμότητα Q2. Ποια από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστή;
(α) Q1 > Q2, (β) Q2 > Q1, (γ) Q1 = Q2, (δ) Q1 = – Q2.
Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
Υπόδειξη: Δεν υπάρχει νόμος της Φυσικής που να αναφέρεται στη σχέση του έργου της δύναμης Laplace με άλλη μορφή ενέργειας (δείτε και την ανάρτηση του Διονύση Μάργαρη: Η Δύναμη Laplace και το Έργο της). Οποιαδήποτε σχέση λοιπόν του έργου της δύναμης Laplace με άλλη μορφή ενέργειας θα πρέπει να αποδειχθεί με νόμους της Φυσικής. Σε κάθε μία από τις παραπάνω περιπτώσεις να εφαρμόσετε το ΘΜΚΕ και την ΑΔΕ, για να προσδιορίσετε τη σχέση μεταξύ του έργου της δύναμης Laplace και της παραγόμενης θερμότητας.
Καλημέρα Ανδρέα.
Αν δεν κάνω κάποιο λάθος:
Γιάννη συμφωνώ.
Νομίζω ότι σε κάθε νέα περίπτωση (φέτος προστέθηκε το πηνίο) πρέπει να ελέγχουμε τι γίνεται το έργο της δύναμης Laplace.
Ναι πρέπει να το ελέγξουμε.
Αν προσθέταμε και πυκνωτή θα είχαμε μετατροπή σε θερμότητα, ενέργεια ηλ. πεδίου και ενέργεια μαγν. πεδίου.
Ο ακριβής υπολογισμός θέλει δουλειά.
Καλημέρα Ανδρέα και Γιάννη.
Ίδια σκέψη έκανα κι εγώ αλλά επι πλέον με μη ενεργειακή σκέψη σκέφτομαι
ότι κάθε στιγμή η ένταση του ρεύματος στο κύκλωμα με το πηνίο
είναι μικρότερη λόγω Εαυτ ,άρα Q2<Q1. Πάσχει μήπως;
Ωραία ερώτηση Ανδρέα
Καλημέρα παιδιά. Ανδρέα ωραίο ερώτημα, που απαιτεί κατανόηση και όχι εφαρμογή της κλασικής και επικίνδυνης συνταγής “το έργο της Laplace εκφράζει θερμότητα”. Νομίζω στην εκφώνηση πρέπει να βάλεις ότι το απόλυτο έργο της Laplace είναι 10J.
Παντελή στη σκέψη σου, αναρωτιέμαι τι γίνεται με τους χρόνους στους οποίους παράχθηκε το έργο της Laplace σε κάθε περίπτωση.
Καλημέρα Αποστόλη
Κι εγώ αναρωτιέμαι για τους χρόνους που λες,
όμως “ανοίγω το διακόπτη ” επαφής γιατί τρέχω προς κέντρο
για αγορά ενός βιβλίου
Ίδωμεν …
Καλημέρα Παντελή.
Ίσως υπάρχουν και άλλοι τρόποι για να απαντηθεί το ερώτημα, μελετώντας την ένταση του ρεύματος κλπ. Ωστόσο η διατήρηση της ενέργειας, και μάλιστα διατυπωμένη με μαθηματικές εκφράσεις, παρέχει ασφάλεια στη δικαιολόγηση της απάντησης.
Αποστόλη καλημέρα.
Έκανα τη διόρθωση στο έργο της δύναμης Laplace.
Σ’ ευχαριστώ πολύ.
Καλημέρα
Ενδεικτικά, για τιμές:
Δύναμη F=10N
Μήκος ράβδου l=1m
Μάζα ράβδου m=0,1kg
Αντίσταση R=10Ω
Συντ. αυτεπαγωγής L=1H
Ένταση πεδίο B=1T
Χρόνος για έργο δύναμης Laplace W=-10J
Χωρίς πηνίο: 0,337s
Με πηνίο: 0,389s
Καλημερα Ανδρεα και σε ολη την παρεα.Αν ενας μαθητης εγραφε οτι η αυτεπαγωγη στο κυκλωμα εχει ως αποτελεσμα μονο την αυξηση της αδρανειας του κυκλωματος. Μαγνητικο πεδιο εφοσον υπαρχουν ρευματα παραγει το κυκλωμα ειτε εχω αυτεπαγωγη ειτε οχι. Δεν ειναι απλο να συγκρινουμε τις ενεργειες των μαγνητικων πεδιων. Αρα ενα μηχανικο αναλογο της πιο πανω ερωτησεως ειναι να εχουμε δυο σωματα διαφορετικων μαζων,δηλαδη διαφορετικων αδρανειων,και να τα επιταχυνουμε σε ενα περιβαλλον οπου ασκειται δυναμη τριβης αναλογη της ταχυτητας. Οταν η τριβη εχει εργο -10J αυτο εχει μετατραπει σε θερμοτητα η οποια ειναι η ιδια και στις δυο περιπτωσεις ανεξαρτητα απο το ποιο σωμα εχει την μεγαλυτερη αδρανεια. Αρα σωστο το γ) Που ειναι το λαθος?
Καλημέρα Κωνσταντίνε!
Ενδιαφέρον το επιχείρημά σου. Για να μπορέσω να καταλάβω καλύτερα το μηχανικό ανάλογο που παρουσιάζεις, θα με βοηθούσε να έγραφες τις αντίστοιχες μαθηματικές εκφράσεις.
Καλημέρα Ανδρέα, καλημέρα στην παρέα. Και μια δική μου προσέγγιση:
Η δύναμη Laplace έχει αντίθετη φορά από την ταχύτητα της ράβδου και εκφράζει την αφαιρούμενη ενέργεια από το αίτιο που προκαλεί την κίνηση του αγωγού, δηλ. τη δύναμη F .
Αν το κύκλωμα ήταν ανοικτό, τότε δεν θα είχαμε ρεύμα, ούτε και δύναμη Laplace . Το έργο της F θα ισούται με την κινητική ενέργεια του αγωγού, αφού δεν έχουμε τριβή ολίσθησης.
Στη δεύτερη περίπτωση η δύναμη Laplace F(L)=Bil , αφαιρεί ενέργεια από εμάς που ασκούμε την κινητήρια δύναμη στον αγωγό, η οποία θα γίνει θερμότητα Joule στο κύκλωμα και ενέργεια μαγνητικού πεδίου του πηνίου. Όμως η ΗΕΔ αυτεπαγωγής του πηνίου αντιτίθεται στην αποκατάσταση του ρεύματος επιπρόσθετα, κάτι σαν να αυξάνεται η αδράνεια του συστήματος, όπως λέει ο Κωνσταντίνος, άρα αυξάνεται το χρονικό διάστημα που θα σταθεροποιηθεί η ένταση του ρεύματος, η οποία θα έχει την ίδια τελική τιμή αν ασκηθεί η ίδια σταθερή δύναμη F και στις δύο περιπτώσεις.
,,………………………………………………
Ο τρόπος του Γιάννη είναι πληρέστερος αφού στηρίζεται στην διατήρηση της ενέργειας.
Τα 10J που αφαιρεί η δύναμη Laplace στην πρώτη περίπτωση γίνονται θερμότητα στην ολική αντίσταση, ενώ στη δεύτερη θερμότητα και ενέργεια μαγνητικού πεδίου στο πηνίο.
Q1=|W(L)|=10J
Q2+U(L)=10J
Άρα Q1>Q2.
Καλημέρα Πρόδρομε.
Συμφωνώ. Η πρόταση: “Στη δεύτερη περίπτωση η δύναμη Laplace F(L)=Bil, αφαιρεί ενέργεια από εμάς που ασκούμε την κινητήρια δύναμη στον αγωγό, η οποία θα γίνει θερμότητα Joule στο κύκλωμα και ενέργεια μαγνητικού πεδίου του πηνίου.” προκύπτει μόνο από το συνδυασμό ΘΜΚΕ και ΑΔΕ.
Ειχα καποια αμφιβολια αλλα απ οτι βλεπω εχετε δικιο.Αν ομως και το αριστερο κυκλωμα ειχε πηνιο αλλα με μικροτερο συντελεστη αυτεπαγωγης τοτε πως θα το δικαιολογουσαμε? Τωρα η διατυπωση του Γιάννη νομιζω οτι δεν ειναι αρκετη.
Κωνσταντίνε θα έγραφα αυτό:
