by 
Ένα σώμα μάζας 1kg αφήνεται στη θέση Α ενός κεκλιμένου επιπέδου γωνίας κλίσεως θ=30°, όπως στο σχήμα (α).
i) Μπορείτε να υπολογίσετε τη μηχανική ενέργεια του σώματος στη θέση Α;
ii) Μετά από λίγο το σώμα, αφού μετατοπισθεί κατά x=2,5m περνάει από μια θέση Β έχοντας ταχύτητα υ1=5m/s. Να αποδείξετε ότι η μηχανική ενέργεια διατηρείται στην διάρκεια της παραπάνω κίνησης.
iii) Σε ένα παράπλευρο πείραμα αφήνουμε ένα σώμα μάζας Μ=2kg, σε ένα άλλο κεκλιμένο επίπεδο, στη θέση Γ όμως στο σχήμα (β), με αποτέλεσμα αφού κινηθεί για λίγο, περνά από την θέση Δ έχοντας ταχύτητα υ2=2m/s. Αν η κατακόρυφη απόσταση μεταξύ των θέσεων Γ και Δ είναι y=0,4m:
α) Να υπολογίσετε την μηχανική ενέργεια που μετατράπηκε σε θερμική ενέργεια, εξαιτίας της τριβής ολίσθησης, ζεσταίνοντας έτσι τις δύο τριβόμενες επιφάνειες.
β) Αν η γωνία φ του κεκλιμένου επιπέδου έχει ημφ=0,8, να υπολογισθεί το μέτρο της τριβής που ασκήθηκε στο σώμα.
Δίνεται g=10m/s2, ημθ=1/2 και συνθ=√3/2.
Γεια σου Διονύση, ωραία άσκηση.
Καλημέρα Διονύση. Πολύ καλή. Η πλειοψηφία των μαθητών, μαθαίνει κονσέρβα “θα πάρουμε αδμε”. Για το επίπεδο αναφοράς, ούτε λόγος. Και εμείς όταν διορθώνουμε δεν κόβουμε πλέον τίποτα, κοιταμε τη γενική ιδέα για να βγάλουν και κάποιο βαθμό.
Στο ερώτημα ii, αν κάποιος μαθητής γράψει: “Στο σώμα παράγει έργο μόνο το βάρος, που είναι συντηρητική δύναμη. Άρα η μηχανική ενέργεια του συστήματος σώμα-γη διατηρείται”, νομίζω ότι έχει καταλάβει αρκετά πράγματα και θα πάρει “όλα τα μόρια”.
Παύλο και Ανδρέα καλό μεσημέρι και καλό ΣΚ!
Σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ανδρέα στο ερώτημα ii) δεν ξέρουμε αν το επίπεδο είναι ή όχι λείο. Αν ασκείται τριβή;
Γι΄αυτό έδωσα τις τιμές.