Ένα σώμα μάζας m=6,25kg ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο, στην κορυφή Α ενός ορθογωνίου με πλευρές (ΑΒ)=8m και (ΑΔ)=6m Σε μια στιγμή tο=0 ασκούνται πάνω του δυο σταθερές οριζόντιες δυνάμεις, κάθετες μεταξύ τους, όπως στο σχήμα (σε κάτοψη) F1=4Ν και F2, με αποτέλεσμα το σώμα να κινηθεί ευθύγραμμα και μετά από λίγο να φτάνει στην απέναντι κορυφή Γ.
i) Να αποδείξετε ότι η δύναμη F2 έχει μέτρο F2=3Ν.
ii) Αφού υπολογίσετε την επιτάχυνση με την οποία κινήθηκε το σώμα, να βρείτε ποια χρονική στιγμή t1 το σώμα φτάνει στην κορυφή Γ και με ποια ταχύτητα.
iii) Αν τη στιγμή t1 σταματούσε να ασκείται στο σώμα η δύναμη F2:
α) ποιο από τα διανύσματα (1), (2), (3) και (4) παριστάνει:
α1) την ταχύτητα και α2) την επιτάχυνση του σώματος
αμέσως μετά την στιγμή t1 (t1+).
β) Μετά τη στιγμή t1 το σώμα θα κινηθεί ευθύγραμμα ομαλά επιταχυνόμενα ή όχι; Να εξηγήσετε την άποψή σας.
iv) Αν στο σώμα δεν ασκείτο καθόλου η δύναμη F2, να βρείτε την θέση και την ταχύτητα του σώματος την στιγμή t1, με την άσκηση μόνο της δύναμης F1.
Καλημέρα σε όλους και καλή εβδομάδα. Πολύ ωραία- διδακτική άσκηση Διονύση που αποτελεί προπομπό του τι θα ακολουθήσει στην Β Λυκειου (οριζόντια βολή) αφού αναφέρεται στις συνθήκες ώστε ένα σώμα να εκτελέσει καμπυλόγραμμη κίνηση και στην αρχή ανεξαρτησίας των κινήσεων χωρίς να την κατονομάζει. Ευχαριστούμε πολύ!!!
Καλημέρα Διονύση και Παύλο.
Είναι φανερό τουλάχιστον από το σχόλιο, στο τέλος της λύσης , πως
θέλει να δείξει στον Α ετή την “αρχή ανεξαρτησίας” των κινήσεων…
καθ’όσον μπορεί αυτός να …”βολέψει” στη βάση των γνώσεων του.
Πολύ καλή , ουσίας …
Καλή εβδομάδα
Καλησπέρα Παύλο, καλησπέρα Παντελή και σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ορθώς διαγνώσατε και οι δυο την νύξη για την αρχή της επαλληλίας.
Αλλά πριν φτάσουμε εκεί (στο iv) ερώτημα), να πω δυο άλλους ενδιάμεσους στόχους.
Το πρώτο που επιδιώκει η άσκηση είναι να δείξει στο μαθητή ότι όταν μιλάμε για σύνθεση δυνάμεων, δεν υπάρχουν μόνο 1-2 τύποι που μπορεί να βρίσκει την συνισταμένη. Μπορεί να βρίσκει συνισταμένη ή συνιστώσα, με την χρήση της γεωμετρίας ή της τριγωνομετρίας, όπως παραπάνω. Ας δοκιμάζει…
Το δεύτερο είναι να δουν οι μαθητές της Α τάξης, ότι αν έχεις μια σταθερή δύναμη που επιταχύνει ένα σώμα η κίνηση ΔΕΝ είναι πάντα, ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη.
Κάνουν τόσες ασκήσεις και το βλέπουν να ισχύει τόσες πολλές φορές, που στο τέλος αυτό το θεωρούν ως δεδομένο…
Γεια σου Διονύση.
Και είναι πολύ μελετημένη η άσκηση ώστε να επιτευχθούν με μεγάλη πιθανότητα και οι δυο στόχοι που αναφέρεις εσύ και ο άλλος που αντιλήφθηκαν ο Παύλος και ο Παντελής.
Καλημέρα Άρη.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Να είσαι καλά!