
Αβαρής ράβδος (ΟΑ) έχει μήκος lρ = 0,4 m μπορεί να στρέφεται σε κατακόρυφο επίπεδο ως προς οριζόντιο άξονα που διέρχεται από το άκρο της Ο χωρίς την ανάπτυξη τριβών. Στο άκρο Α της ράβδου είναι προσαρτημένη σημειακή μάζα m = 1,25 kg. Φέρνουμε τη ράβδο σε οριζόντια θέση και συνδέουμε τη σημειακή μάζα Σ με το αριστερό άκρο οριζόντιου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k = 100 N/m και φυσικού μήκους l₀ = 0,2 m ενώ το δεξί του άκρο είναι αρθρωμένο σε σημείο O’ χωρίς να έχουμε εμφάνιση τριβών. Η ράβδος και το ελατήριο βρίσκονται στην ίδια ευθεία και τα άκρα του ελατηρίου ορίζουν το ευθύγραμμο τμήμα ΑΟ’ που βρίσκεται πάνω στον «άξονα» του ελατηρίου. Όταν τα δυο σώματα είναι στην οριζόντια θέση το ελατήριο είναι συσπειρωμένο κατά Δl = 0,1 m. Η ράβδος και ο άξονας του ελατηρίου βρίσκονται συνεχώς στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο. Την χρονική στιγμή t₀ αφήνουμε τα σώματα του συστήματος ελεύθερα. Την χρονική στιγμή t₁ η ράβδος σχηματίζει γωνία 90⁰ με τον άξονα του ελατηρίου.
Δίνεται g = 10 m/s² και π² ≈ 10.
Να υπολογίσετε τη χρονική στιγμή t₁ :
1) την επιμήκυνση του ελατηρίου και την στροφορμή της σημειακής μάζας ως προς τον άξονα περιστροφής της ράβδου.
2) τη συνισταμένη των ροπών των δυνάμεων που ασκούνται στο σύστημα των σωμάτων σημειακή μάζα και ράβδος ως προς το Ο.
3) το ρυθμό μεταβολής της δυναμικής ενέργειας του ελατηρίου.
4) τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των Ο και Ο’ αν στο χώρο υπάρχει ομογενές οριζόντιο μαγνητικό πεδίο με φορά από τον αναγνώστη προς την σελίδα κάθετο στο επίπεδο της διάταξης με μέτρο έντασης Β = 1 Τ και όλα τα σώματα είναι μεταλλικά.
![]()