by 
Σώμα αφήνεται να ολισθήσει πάνω σε πλάγιο επίπεδο,
με τριβές, όπως φαίνεται στο σχήμα. Στο σώμα ασκείται συνεχώς μια δύναμη, F, αντίθετη από την τριβή.
(α) Να αποδείξετε ότι η μηχανική ενέργεια του συστήματος σώμα-Γη μένει σταθερή.
(β) Να αποδείξετε ότι το έργο της δύναμης ⃗ F είναι ίσο
με την αύξηση της θερμικής ενέργειας, λόγω των
τριβόμενων επιφανειών.
(γ) Να αποδείξετε ότι το έργο της τριβής είναι αντίθε-
το από τη μεταβολή της θερμικής ενέργειας.
(δ) Να ελέγξετε αν είναι σωστός ο ισχυρισμός: Η μηχανική ενέργεια του συστήματος διατηρείται και
συγχρόνως έχουμε αύξηση της θερμικής ενέργειας.
με τριβές, όπως φαίνεται στο σχήμα. Στο σώμα ασκείται συνεχώς μια δύναμη, F, αντίθετη από την τριβή.
(α) Να αποδείξετε ότι η μηχανική ενέργεια του συστήματος σώμα-Γη μένει σταθερή.
(β) Να αποδείξετε ότι το έργο της δύναμης ⃗ F είναι ίσο
με την αύξηση της θερμικής ενέργειας, λόγω των
τριβόμενων επιφανειών.
(γ) Να αποδείξετε ότι το έργο της τριβής είναι αντίθε-
το από τη μεταβολή της θερμικής ενέργειας.
(δ) Να ελέγξετε αν είναι σωστός ο ισχυρισμός: Η μηχανική ενέργεια του συστήματος διατηρείται και
συγχρόνως έχουμε αύξηση της θερμικής ενέργειας.
Απαντήσεις
Μια σχετική άσκηση προς όλους μας, για το Σαββατοκύριακο!
Να συμπεριλάβετε σε ένα σύστημα το σώμα, το πλάγιο επίπεδο, τη Γη και τη συσκευή που ασκεί τη δύναμη F και να ελέγξετε αν είναι σωστός ο ισχυρισμός: Η μηχανική ενέργεια του σώματος – Γη διατηρείται και συγχρόνως έχουμε αύξηση της θερμικής ενέργειας.
Καλησπέρα παιδιά.
Δεν καταλαβαίνω κάποια:
Αν το σώμα κατεβαίνει δεν μειώνεται το m.g.h ήτοι η δυναμική ενέργεια του σώματος;
Με σταθερή την κινητική δεν μειώνεται και η ολική μηχανική ενέργεια;
Τα μέλη του συστήματος σώμα-γη πλησιάζουν. Δεν μειώνεται η δυναμική ενέργεια του συστήματος;
(Διότι U=-G.M.m/r)
Να συμπεριλάβουμε στο σύστημα και τη συσκευή που ασκεί την F.
Αν είναι ένα κουρδιστό παιγνίδι παράγει έργο και ξεκουρντίζεται.
Μειώνεται η μηχανική του ενέργεια και μαζί μ’ αυτήν η συνολική.
Αν είναι ηλεκτροκινητήρας με μπαταρία, δεν μειώνεται η μηχανική του ενέργεια αλλά μειώνεται η μηχανική ενέργεια σώματος-γης αφού πλησιάζουν.
Σε κάθε λοιπόν περίπτωση η Μηχανική Ενέργεια μειώνεται.
Τι δεν καταλαβαίνω;
Γιάννη, η δύναμη F εξουδετερώνει την τριβή.
Η κίνηση είναι επιταχυνόμενη εξαιτίας της συνιστώσας του βάρους, την παράλληλη στο επίπεδο.
Σωστά Διονύση. Δεν πρόσεξα.
Καλό αλλά υπάρχουν πολλές τέτοιες περιπτώσεις.
Όταν ο Αχιλλέας έσερνε τον Έκτορα με σταθερή ταχύτητα η Μηχανική ενέργεια του συστήματος Αχιλλέας-Έκτορας-άρμα-αλόγατα-γη δεν μεταβαλλόταν. Παραγόταν θερμική ενέργεια.
Θοδωρή καλησπέρα.
Σε σχέση το παράδειγμα που υπάρχει στην ανάρτησή μου έγραψα εδώ ότι η λύση θα μπορούσε να παρουσιαστεί με δύο τρόπους:
Πρώτη παρουσίαση: Η μηχανική ενέργεια μένει σταθερή, άρα διατηρείται.
Δεύτερη παρουσίαση, σύμφωνα με τη δική σου άποψη που υπάρχει εδώ (που θα μπορούσε να είναι η άποψη κι άλλων καθηγητών): Η μηχανική ενέργεια μένει σταθερή αλλά δεν διατηρείται διότι : “…Εφόσον όμως Wx>μsmgσυνθ, αρχίζει η ολίσθηση και ταυτόχρονα η χασούρα μηχανικής ενέργειας, αφού η στατική τριβή μετατρέπεται σε ολίσθησης και εκτελεί αρνητικό έργο. Η μείωση της αρχικής δυναμικής δεν είναι ισόποση με την αύξηση της κινητικής. Ένα μέρος αυτής γίνεται θερμική. Εφόσον όμως ασκούμε εξωτερική δύναμη, αντίθετη της τριβής ολίσθησης, κάτι που συμβαίνει ειδικά και όχι γενικά, το αίτιο της δύναμης μέσω του έργου αυτής, αναπληρώνει τη θερμική απώλεια και έτσι μπορεί να διατηρείται η μηχανική.
Αυτό όμως δεν αποτελεί παράδειγμα διατήρησης μηχανικής ενέργειας. Αποτελεί παράδειγμα “επιστροφής της απώλειας μηχανικής ενέργειας.”
Ερωτήματα μαθητή αφού έχει παρακολουθήσει τη δεύτερη παρουσίαση:
Σχολιάζοντας λοιπόν εδώ τα παραπάνω, απευθυνόμενος προς εμένα αναφέρεις:
“Αν θέλεις εξήγησε μια και αρκετοί δυσκολευόμαστε να καταλάβουμε,
πώς αυτό το παράδειγμα ενισχύει τη δομή σκέψης σε θέματα
διατήρησης, όχι αναπλήρωσης, της μηχανικής ενέργειας….“
Εξηγούμε: Προτιμώ την πρώτη παρουσίαση διότι δεν μπορώ να απαντήσω σε ένα προς ένα στα ερωτήματα του μαθητή. Εσύ πώς θα τα απαντούσες;
Αναφέρεις επίσης ότι έχεις διατυπώσει ξεκάθαρα την άποψή σου σχετικά με τον ισχυρισμό: Η κινητική ενέργεια μπορεί να μένει σταθερή και συγχρόνως η θερμική ενέργεια να αυξάνεται. Κάνε τον κόπο να μου υποδείξεις, εσύ ή κάποιος άλλος που μας διαβάζει, το σημείο όπου διατύπωσες την άποψή σου, διότι δεν την εντόπισα. Βέβαια θα ήταν ευκολότερο να την επαναλάβεις εδώ. Συμφωνείς ή διαφωνείς με τον συγκεκριμένο ισχυρισμό; Ένα ναι ή ένα όχι είναι αρκετό.
Γεια σου Ανδρέα, η επανάληψη κουράζει
Θοδωρή κατανοώ ότι θέλεις το χρόνο σου. Καλή ξεκούραση.