by 
Μια σφαίρα μάζας m=1kg, είναι δεμένη στο κάτω άκρο αβαρούς και μη ελαστικού νήματος, μήκους l=1,25m, το άλλο άκρο του οποίου είναι δεμένο σε σταθερό σημείο Ο. Η σφαίρα ηρεμεί στη θέση Α, με το νήμα κατακόρυφο, σε επαφή με ένα σώμα Σ1, όπως στο σχήμα. Εκτρέπουμε τη σφαίρα φέρνοντάς την στη θέση Β, με το νήμα οριζόντιο και την αφήνουμε να κινηθεί. Φτάνοντας στη θέση Α συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με το σώμα Σ1 και στη συνέχεια επιστρέφει φτάνοντας μέχρι τη θέση Γ, όπου το νήμα σχηματίζει με την κατακόρυφο γωνία φ, όπου συνφ=0,64, ενώ το Σ1 μετακινείται κατά x1=1m, στο οριζόντιο επίπεδο, όπου και σταματά.
i) Να βρεθεί η ταχύτητα της σφαίρας στη θέση Α, ελάχιστα πριν και ελάχιστα μετά την κρούση.
ii) Να υπολογιστεί η μεταβολή της ορμής της σφαίρας στη διάρκεια της κρούσης.
iii) Να βρεθεί η ταχύτητα του σώματος Σ1 μετά την κρούση καθώς και ο συντελεστής τριβής ολίσθησης που παρουσιάζει με το επίπεδο.
iv) Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία, αντικαθιστώντας το σώμα Σ1, με ένα άλλο σώμα Σ2, το οποίο παρουσιάζει τον ίδιο συντελεστή τριβής ολίσθησης με το επίπεδο, ενώ η σφαίρα αφήνεται να κινηθεί τώρα από την θέση Γ. Αν μετά την κεντρική ελαστική κρούση το σώμα Σ2 διανύει απόσταση x2=2,25m στο οριζόντιο επίπεδο και σταματά, να βρείτε την μάζα του m2.
Δίνεται g=10m/s2.
Η απάντηση με κλικ ΕΔΩ ή και ΕΔΩ.
Καλημέρα Βασίλη, ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Φαντάζομαι ότι η διαφωνία στα σύμβολα, αναφέρονται στο σχήμα. Το άλλαξα.
Όσον αφορά την σχέση με τις ταχύτητες, πριν και μετά (υ1 + υ΄1 = υ2+ υ΄2), θα έχεις προσέξει ότι δεν την πολυχρησιμοποιώ στις ασκήσεις που ανεβάζω…
Την θεωρώ περισσότερο ένα τρυκ, που εύκολα αποστηθίζει ο μαθητής.
(ο Κυριακόπουλος πρέπει να είναι ακόμη Κρήτη και δεν μας διαβάζει, οπότε γλυτώνω το … κράξιμο 🙂 )
Καλησπέρα Διονύση. Όμορφη και διδακτική. Το μεγαλύτερο μέρος της αφορά γνώσεις Α΄Λυκείου, εκεί όπου μαθαίνεται η τριβή και τα ενεργειακά εργαλεία.
Όσον αφορά το μη εκτατό νήμα, εντάξει είναι προσέγγιση. Πόσο καλή είναι;
Η σταθερά k ενός πραγματικού νήματος είναι συνήθως πολύ μεγάλη, από μερικές χιλιάδες μέχρι εκατοντάδες χιλιάδες N/m. Ένα νήμα αρχικού μήκους 1,25m θα επιμηκυνθεί τόσο λίγο, που η δύναμη Hooke που θα ασκήσει είναι πραγματικά αμελητέα. Νάυλον νήμα με διατομή 5mm και μέτρο ελαστικότητας Young Ε = GPa έχει k = 4000N/m. Άρα με 10Ν επιμηκύνεται κατά Δl = 2,5mm. Αρα αν το πούμε μη εκτατό είναι εξαιρετική προσέγγιση. Πόσο μάλλον αν πάμε σε ατσάλινο νήμα με Ε = 200GPa.
Καλό απόγευμα Ανδρέα και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και τις πρόσθετες πληροφορίες για την συμπεριφορά των νημάτων.