
Γιατί μας ενδιαφέρει Η εξαναγκασμένη ταλάντωση ορίζεται σε ένα σύστημα που αποτελείται από ένα ελατήριο και ένα σώμα (υλικό σημείο). Η γέφυρα δεν είναι ένα τέτοιο σύστημα: Είναι ελαστικό μέσο και γι’ αυτό συμπεριφέρεται σαν χορδή.
Μια ομάδα ανθρώπων κινείται με συγχρονισμένο βηματισμό έτσι ώστε κάθε 0,5 s κάθε πόδι να χτυπά το έδαφος.
Κάποια στιγμή η ομάδα φθάνει σε γέφυρα μήκους 200 m, που στηρίζεται στα δύο άκρα της. Η γέφυρα είναι δυνατό να συμπεριφερθεί σαν χορδή και να διαδοθούν σε αυτή εγκάρσια κύματα με ταχύτητα m/s.
Αν οι άνθρωποι συνεχίσουν να βαδίζουν συγχρονισμένα πάνω στη γέφυρα, λόγω του συγχρονισμένου χτύπου των ποδιών τους, θεωρούμε ότι δημιουργούν εγκάρσια αρμονικά κύματα και η συχνότητα των κυμάτων είναι ίση με τη συχνότητα με την οποία τα πόδια των ανθρώπων χτυπούν το οδόστρωμα της γέφυρας.
Να προσδιορίσετε τα χαρακτηριστικά της μορφής των κυμάτων, που δημιουργούνται στη γέφυρα.
Οι απαντήσεις υπάρχουν εδώ: Οι γέφυρες δεν καταστρέφονται λόγω συντονισμού – Πρότυπα Θέματα Φυσικής
![]()
Ανδρέα καλημέρα.
Συμφωνώ ότι με τη γέφυρα οι μαθητές “Παίρνουν το μήνυμα του κινδύνου του συντονισμού.” Και κίνδυνος δεν υπάρχει μόνο στις γέφυρες, όπως φαίνεται εδώ: Ταλάντωση σοκ σε κερκίδα του ΟΑΚΑ!
Σχετικό σχόλιο θεατή: “Θυμάμαι τότε ήμουν στο γήπεδο και βρισκόμουν ακριβώς κάτω από αυτή τη θύρα δεν θυμάμαι ποια και επίσης θυμάμαι που φοβόμουν ότι θα πέσει πάνω μας το απο πάνω διάζωμα”
Διδάσκουμε όμως και Φυσική. Αν παρουσιάσουμε τη συμπεριφορά της χορδής ως εξαναγκασμένης ταλάντωσης (όπως μας υποχρεώνει το σχολικό βιβλίο) νομίζω ότι θα πρέπει διευκρινίσουμε στους μαθητές ότι τα δύο συστήματα έχουν σημαντική διαφορά αλλά παρόμοια συμπεριφορά και αυτό να το τονίσουμε και κατά τη διδασκαλία των στάσιμων κυμάτων.
Χάρη καλημέρα.
Συμφωνώ ότι “Η ιδιοσυχνότητα είναι μια πολύ γενική έννοια, δεν περιορίζεται μόνο στη Μηχανική.” όπως αναφέρεις.
Θα συμπλήρωνα ωστόσο ότι όταν ο διδάσκων γενικεύει μια έννοια θα πρέπει να ενημερώνει τους διδασκόμενους και να δίνει τις κατάλληλες διευκρινίσεις. Δυστυχώς τις περισσότερες φορές αυτό γίνεται σιωπηρά και γι’ αυτό δημιουργούνται συγχίσεις. Το θεωρώ ένα από τα πιο συνηθισμένα λάθη στη διδασκαλία, όχι μόνο της Φυσικής.
Πιθανή ερώτηση μαθητή: Η χαρακτηριστική γραφική παράσταση πλάτους-συχνότητας της εξαναγκασμένης ταλάντωσης ελατηρίου-σώματος (υλικού σημείου) εμφανίζεται στην περίπτωση της γέφυρας (χορδής);
Θοδωρή καλημέρα.
Γράφεις: “όταν υπάρχει κάτι απλό και ικανό να προσελκύσει το ενδιαφέρον και να μείνει στη μνήμη σε κάθε ανάλογη βιωματική εμπειρία, θεωρώ πως είναι λάθος να το αμφισβητούμε..”
Συμφωνώ απολύτως. Αλλά να μη χαλάμε τη Φυσική.
Για τον κύριο Ανδρέα Βαλαδάκη. Εφόσον στο σχήμα οι άξονες δεν είναι βαθμονομημένοι, η απάντηση είναι ναι.
Αν λάβουμε υπόψη το σχόλιο του Χάρη Βάρβογλη, η ομοιότητα στις γραφικές παραστάσεις θα μπορούσε να δικαιολογήσει με σαφήνεια την επέκταση της έννοιας συντονισμός στις χορδές με σταθερά άκρα.
Αυτό το κριτήριο επικαλείται ο Feynman αναφέροντας: “Τέλος, εάν ανατρέξουμε σε ένα τεύχος του περιοδικού Physical Review, έστω αυτό της 1ης Ιανουαρίου 1962, λέτε να βρούμε κάποια καμπύλη συντονισμού; Λοιπόν, κάθε τεύχος περιέχει και μια καμπύλη συντονισμού και το Σχήμα 23.11 είναι η καμπύλη του τεύχους αυτού.” Κατόπιν ο Feynman επεκτείνει την έννοια συντονισμός στα στοιχειώδη σωματίδια. (Οι Διαλέξεις της Φυσικής του Feynman), εκδόσεις Tζιόλα, τομ. Α, σελ. 337.
Θα ήθελα να ρωτήσω αν η φράση “κάθε κοιλια έχει μήκος 25m”. Τι εννοεί με αυτό ο συγγραφέας;
Επειδή κάθε κοιλία εκτείνεται μεταξύ δύο διαδοχικών κόμβων, το μήκος κάθε κοιλίας είναι ίσο με την απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κόμβων.
Γεια σας παιδιά. Ανδρέα επειδή η κοιλία είναι ένα σημείο, νομίζω ότι καλύτερο είναι να γραφτεί ότι το μήκος της ατράκτου είναι 25m.
Με την μικρή πείρα που έχω συγκριτικά με εσας, θα συμφωνήσω με τον κύριο Αποστόλη, καθώς η ερώτηση μου ήταν γι αυτόν τον λόγο. Μια κοιλιά δεν έχει μήκος πάρα μόνο πλάτος, οπότε ίσως ήταν καλύτερο να το θέσουμε όπως ο κύριος Αποστόλης, αφού μιλάμε για ένα σημείο αμελητεων διαστάσεων.
Σταύρο και Αποστόλη έχετε δίκιο: Στα στάσιμα κύματα κοιλίες είναι τα σημεία με μέγιστο πλάτος. Στο κείμενό μου χρησιμοποιώ τη λέξη με την έννοια του τμήματος της χορδής που όλα τα σημεία της ταλαντώνονται. Αν η λέξη άτρακτος είναι αντιληπτή από τους μαθητές, τότε είναι κατάλληλη,
καλησπέρα σε όλους, γράφω από άθλιο κινητό και με άθλια υγεία, εκτιμώ ότι είμαι κοντά στις θέσεις του Διονύση και του Θοδωρή και καταθέτω κάποιες απόψεις, η ταλάντωση είχε ορισθεί και μελετηθεί στο βιβλίο της β Λυκείου γενικής, όπου υπήρξε και ορισμός, το ελατήριο ήταν ένα κατανοητό σύστημα, οχι το μοναδικό και, κατά σύμπτωση, απο εμένα, αφαιρέθηκε μετά, χωρίς καμία εξήγηση, αλλά στο βιβλίο της γ ποίος είναι ο ορισμός; και γιατί η χορδή δεν έχει συντονισμό με μέγιστο πλάτος, που μπορεί να περάσει το όριο αντοχής και να σπάσει; και γιατί το κτίριο ή η καρφίτσα, μισή χορδή κάνει συντονισμό; συνεχίζω άλλη φορά…