Κρούση μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο

image

Στο σχήμα φαίνονται δύο σώματα Α και Β με ίσες μάζες mA = mB = 1kg, πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Το σώμα A είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, ηρεμεί και είναι συνδεδεμένο στο δεξί άκρο οριζόντιου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k = 400N/m, που έχει το φυσικό του μήκος. Το αριστερό άκρο του ελατηρίου, είναι ακλόνητο. Το σώμα Β φέρει ηλεκτρικό φορτίο q = −1C και συγκρατείται ακίνητο σε απόσταση d = 1,2m από το Α. Στο χώρο υπάρχει ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης μέτρου E = 10N/C με οριζόντια διεύθυνση και φορά προς τα δεξιά, όπως φαίνεται στο σχήμα. Αφήνουμε ελεύθερο το σώμα Β.

i) Να δικαιολογήσετε το είδος της κίνησης του σώματος Β και να βρείτε το μέτρο της επιτάχυνσής του.

ii) Με ποια ταχύτητα θα συγκρουστεί με το σώμα Α;

iii) Αν η κρούση είναι πλαστική, δηλαδή δημιουργηθεί συσσωμάτωμα, ποια θα είναι η ταχύτητα του συσσωματώματος αμέσως μετά την κρούση; Η χρονική διάρκεια της κρούσης θεωρείται αμελητέα.

iv) Πόση θα είναι η μέγιστη συμπίεση του ελατηρίου;

v) Υπολογίστε τη μεταβολή της ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας του συστήματος σε όλη τη διάρκεια του φαινομένου.

Απάντηση

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
10 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Μίλτος Καδιλτζόγλου

Καλησπέρα Ανδρέα. Όμορφη ιδέα, μπράβο!

Αν και προφανές, θα πρόσθετα ότι το Β κινείται στη διεύθυνση του άξονα του ελατηρίου, και θα προσπαθούσα να του δώσω μικρότερη τιμή φορτίου (αν και λογικά θα περιπλέξει τους υπολογισμούς…ίσως αλλάζοντας την απόσταση).

Θα την αξιοποιήσω παράλληλα και με το Θέμα Γ των Πανελλαδικών του 2013. Ευχαριστούμε!

Χρήστος Αγριόδημας
Αρχισυντάκτης
17/11/2023 10:06 ΜΜ

Αντρέα καλησπέρα.
Πολύ όμορφη.
Να συνεχίσω;
Να αποδείξετε ότι το σύστημα μετά την κρούση θα κάνει ΑΑΤ και να προσδιοριστεί το πλάτος της ταλάντωσης.

Διονύσης Μάργαρης
18/11/2023 8:02 ΠΜ

Καλημέρα Ανδρέα.
Εγώ δεν “θα δω” ταλάντωση ή ελαστική κρούση, αλλά μια σοβαρή προσπάθεια για να “δέσεις” διδακτικά την ορμή, από την Φυσική προσανατολισμού, με το ηλεκτρικό πεδίο (δύναμη-διαφορά δυναμικού-έργο) της γενικής παιδείας!
Να είσαι καλά.

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Ανδρέα πολύ διδακτικό θέμα με βέλτιστο το διάγραμμα ενεργειών που δίνεις στο τέλος…..

Πολλές οι προεκτάσεις, θυμίζουν θέματα από δέσμες, αλλά και μέχρι εδώ
επιτυγχάνει το διδακτικό στόχο του

Τελευταία διόρθωση8 μήνες πριν από Θοδωρής Παπασγουρίδης
Αποστόλης Παπάζογλου
Διαχειριστής

Γεια σου Ανδρέα. Η τράπεζα θεμάτων έχει κάνει μεγάλη ζημιά. Μπράβο που επιμένεις έξω από τα στερεότυπα.