by 
Μια ομογενής ράβδος ΑΒ μήκους l=1m κινείται σε οριζόντιο επίπεδο και μια στιγμή t1, βρίσκεται στη θέση του σχήματος (σε κάτοψη), όπου το κέντρο μάζας Μ και το άκρο Α, έχουν επιταχύνσεις, όπως στο σχήμα με μέτρα α1=2m/s2 και α2=1m/s2, όπου η α1 κατευθύνεται προς το Α, ενώ η α2 είναι κάθετη στη ράβδο.
i) Να εξηγήσετε γιατί η κίνηση της ράβδου δεν μπορεί να είναι μεταφορική.
ii) Θεωρώντας την κίνηση της ράβδου ως σύνθετη, να υπολογίσετε την γωνιακή ταχύτητα και την γωνιακή επιτάχυνση της ράβδου τη στιγμή t1.
iii) Αν την ίδια στιγμή το σημείο Μ έχει ταχύτητα, κάθετη στην ΑΒ, μέτρου υ1=2m/s, όπως στο σχήμα, να υπολογίστε την ταχύτητα του άκρου Β της ράβδου.
Η απάντηση με κλικ ΕΔΩ ή και ΕΔΩ.
Καλημέρα σε όλους, δυσκολεύομαι να δω την “αιτία” των επιταχύνσεων.
Να υποθέσω πως η γωνιακή επιτάχυνση οφείλεται σε ζεύγος που δημιουργεί
ροπή ως προς το Μ, κάθετη στο επίπεδο με φορά προς τα μέσα και η μεταφορική
επιτάχυνση α1 σε δύναμη ίδιας διεύθυνσης με τη ράβδο,
με φορά από το Β προς το Α;
Τότε η ταχύτητα υ1 προέρχεται από στιγμιαία ώθηση ίδιας κατεύθυνσης;
Θα ήταν ίσως πιο κατανοητό αν η υ1 είχε τη διεύθυνση της ράβδου, χωρίς αυτό
να περιορίζει τη διανυσματική πρόσθεση ταχυτήτων στο Β.
Αν σου είναι εύκολο Διονύση, ένα σχήμα με πιθανές δυνάμεις θα βοηθούσε
Καλημέρα σε όλους και καλό ΣΚ.
Γιάννη, Ντίνο και Θοδωρή σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Θοδωρή, μην προσπαθείς να εξηγήσεις τις ταχύτητες με βάση τις δυνάμεις που ασκούνται ΜΙΑ χρονική στιγμή στο σώμα. Η ταχύτητα είναι ένα απόκτημα που οφείλεται στο παρελθόν, όχι στο παρόν!
Μοιάζει με την περιουσία, που έχει κάποιος εξαιτίας του παρελθόντος του. Είναι σαν να ρωτάς γιατί έχει αυτή την περιουσία η εγγονή του Ωνάση αφού δεν δουλεύει και δεν έχει μισθό 🙂 Και για να αφήσουμε τον πλούτο:
Μια φωτογραφία δίχνει ένα σώμα να κινείται στον αέρα, όπου βλέπουμε ταχύτητα και επιτάχυνση:
Μας απασχολεί πώς αποκτήθηκε η ταχύτητα αυτή, αφού άλλη διεύθυνση έχει η επιτάχυνση; Ασχολούμαστε αν η κίνηση είναι πλάγια βολή ή οριζόντια βολή και πώς προέκυψε αυτή η ταχύτητα; Μήπως είναι αποτέλεσμα μιας ακαριαίας κρούσης που έγινε μια στιγμή ελάχιστα πριν την στιγμή της φωτογραφίας;
Αλλά για να έρθουμε στην παραπάνω κίνηση της ράβδου.
Θα μπορούσαμε να σκεφτούμε άπειρα ενδεχόμενα, τα οποία συνδέονται με το πριν τη στιγμή της εικόνας. Ας δούμε ένα από αυτά:
Η ράβδος ηρεμεί στο λείο οριζόντιο επίπεδο. Σε μια στιγμήt=0 δέχεται μια σταθερή δύναμη στη διεύθυνση x, στο ένα της άκρο Β, μέχρι τη στιγμή t=1s, όπου η ράβδος έχει την διεύθυνση x. Τη στιγμή αυτή έχει ταχύτητα κ.μ. υ και γωνιακή ταχύτητα ω και παύει να ασκείται πια η δύναμη. Αφήνουμε το χρόνο να κυλήσει και τη στιγμή t=23s, όπου η ράβδος έχει τη διεύθυνση y ασκούμε στο άκρο της Β, μια δύναμη F1 και σε κάποιο άλλο σημείο μια δύναμη F2 στη διεύθυνση x με μέτρο ίσο με τη συνιστώσα F1x, όπως στο σχήμα.
Ερώτηση 1η: Τι επιτάχυνση αποκτά το κέντρο μάζας Μ και ποια η γωνιακή επιτάχυνση της ράβδου, τη χρονική στιγμή t=23s;
Ερώτηση 2η: Με βάση τις πληροφορίες που έχουν δοθεί, μπορείτε να υπολογίσετε ταχύτητες και επιταχύνσεις τη χρονική στιγμή t=25s;
Απαντήσεις: Στο 1ο ερώτημα, η απάντηση βρίσκεται στο αρχείο που δίνεται παραπάνω.
Στο 2ο ερώτημα πρέπει να ψάξουμε για μάγο 🙂 . Δεν μπορούμε να ξέρουμε από τη πληροφορία για μια στιγμή, το τι θα επακολουθήσει!!! Αυτό σε γλώσσα φυσικής διατυπώνεται: δεν βγάζουμε συμπέρασμα για το είδος της κίνησης σε ένα χρονικό διάστημα, από πληροφορίες για μια χρονική στιγμή…
Καλημέρα Διονύση, ευχαριστώ, αναλυτικότατος.
Έχοντας συνηθίσει την αλληλουχία αιτίας-αποτελέσματος, υποσυνείδητα
το μυαλό αναζητά αυτή τη σύνδεση σε κάθε εικόνα.
Μέχρι να φθάσουμε να διδάξουμε την τελευταία παράγραφο της λυκειακής
φυσικής, την αρχή αβεβαιότητας και να αποχαιρετίσουμε τους μαθητές
“λέγοντας τους” πως έξι χρόνια … δεν τους λέγαμε όλη την αλήθεια….
Καλημέρα παιδιά.
Μια κίνηση μπορεί να οφείλεται σε πολύπλοκο μηχανισμό. Τότε είναι πολύ δύσκολο να υπολογίσουμε τις δυνάμεις που κάθε στιγμή ασκούνται.
Επίσης μια κίνηση μπορεί να είναι σχετική. Μια ακίνητη ράβδος εκτελεί περίεργη κίνηση ως προς περίεργα κινούμενο παρατηρητή. Άντε να βρεις τις αδρανειακές δυνάμεις που αυτός είδε.