by 
Στο σχήμα απεικονίζονται:
Ιδανικό ελατήριο σταθεράς k=25N/m ,που το πάνω άκρο του είναι δεμένο μέσω αβαρούς μη εκτατού νήματος στην οροφή, σώμα μάζας Μ=0,9kg προσαρτημένο στο κάτω άκρο του ελατηρίου, μεταλλική άκαμπτη ράβδος ΚΛ, μάζας m=0,1kg , μήκους l=0,2m και αντίστασης R=2Ω, κολλημένη στο μέσο της με τη μάζα Μ, ομογενές μαγνητικό πεδίο Β που οι δυναμικές γραμμές του είναι οριζόντιες και κάθετες στον αγωγό ΚΛ, ηλεκτρική πηγή με Η.Ε.Δ. Ε=80V και εσωτερική αντίσταση r=2Ω, η οποία μέσω αγωγών αμελητέας αντίστασης και διακόπτη Δ συνδέεται στα άκρα του ΚΛ. Αρχικά ο διακόπτης είναι κλειστός και το σύστημα ισορροπεί. Ανοίγουμε το διακόπτη τη χρονική στιγμή t=0 (θέση 0), και παρατηρούμε ότι το σύστημα μάζα Μ και ο αγωγός ΚΛ εκτελούν Α.Α.Τ. μεταξύ της θέσης που ισορροπούσε το σύστημα και της θέσης που το ελατήριο έχει το φυσικό του μήκος. Δίνεται g=10m/s2. Θετική φορά προς τα πάνω.
1.Υπολογίστε την ένταση Β του μαγνητικού πεδίου
2.Να γράψετε την εξίσωση της απομάκρυνσης σε συνάρτηση του χρόνου
3.Να γράψετε την εξίσωση της δύναμης που δέχεται ο ΚΛ από τη μάζα Μ στο σημείο συγκόλλησης, σε συνάρτηση του χρόνου, και να την παραστήσετε γραφικά.
4.Να γράψετε την εξίσωση της τάσης του νήματος σε συνάρτηση του χρόνου.
Κάποια χρονική στιγμή που θεωρούμε t’=0 ,που το σύστημα είναι στη θέση φυσικού μήκους του ελατηρίου (Θ.Φ.Μ.), ο διακόπτης Δ μεταβαίνει ακαριαία από τη θέση 0 στη θέση 2.
5.Να περιγράψετε τι θα συμβεί στην ταλάντωση του συστήματος και να υπολογίσετε την θερμότητα Joule στην αντίσταση R από τη στιγμή t’=0 έως το πέρας του φαινομένου.
6.Υπολογίστε την επιτάχυνση α του συστήματος τη στιγμή που η ταχύτητά του είναι u=-1m/s και το σύστημα διέρχεται από το μέσο της απόστασης της θέσης φυσικού μήκους του ελατηρίου και της θέσης που ισορροπούσε αρχικά.
Απαντήσεις σε word και σε pdf
Καλησπέρα σε όλους. Είχα γράψει στην πρωινή ανάρτηση του Διονύση εδώ , ότι έγραφα ένα Β θέμα που συνδύαζε τη δύναμη Laplace με α.α.τ.
Αφού έκανα το σχήμα, σκέφτηκα ότι είναι ''βαριά'' για Β θέμα. Έτσι έθεσα δεδομένα και έγινε θέμα Δ.
Γεια σου Πρόδρομε.
Όποτε λες έχει προεκτάσεις μια άσκηση την επόμενη μέρα την εμφανίζεις.
Να τονίσω κάτι. Υπάρχουν πολλές απόψεις και έχουν ειπωθεί πολλά σε συζητήσεις. Θεωρείς όπως και εγώ είμαι σύμφωνος με τη θέση ότιαυτη, θέση ισορροπίας στην φθίνουσα είναι η αρχική θέση ισορροπίας αυτή δηλ. που αν αφήσεις το σύστημα εκεί με μηδενική ταχύτητα θα μείνει ακίνητο.
Χρήστο ευχαριστώ για το σχόλιό σου!
Ως προς τη θέση ισορροπίας στη φθίνουσα ταλάντωση, νομίζω ότι είναι η αρχική θέση που ισορροπεί, από όπου και καθορίζεται και η απομάκρυνση σε συνάρτηση του χρόνου.
Η θέση που η συνισταμένη των δυνάμεων είναι μηδέν, είναι μεταβλητή. Δεν θα μπορούσε να έχουμε σύστημα αναφοράς σε μεταβλητό σημείο, αλλά σταθερό σημείο.
Στην παραπάνω ανάρτηση, η διαφορική εξίσωση για τη φθίνουσα ταλάντωση λόγω της δύναμης Laplace, είναι όμοια με αυτή που η δύναμη απόσβεσης είναι της μορφής F'=,-bu. Άρα και η λύση της έχει τα ίδια χαρακτηριστικά.
Ίσως να τη μελετήσω αύριο και να την προσθέσω στη λύση, για να ολοκληρωθεί το θέμα. Φυσικά προορίζεται για διαγωνισμό Φυσικής ή για φοιτητές.
Καλό βράδυ.
Καλημέρα Πρόδρομε.
Θα συμφωνήσω για την θέση ισορροπίας της φθίνουσας, είναι η θέση x=0 και όχι η εκάστοτε θέση που μπορεί στιγμιαία να ισχύει ΣF=0 (1), αφού την επόμενη φορά που θα περάσει από την θέση αυτή, δεν θα ισχύει η (1)…
Όσον αφορά την ουσία της φθίνουσας, με δύναμη Laplace, να θυμίσω μια πριν λίγους μήνες:
Βάζοντας φρένο στην ταλάντωση
Καλημέρα Διονύση κι ευχαριστώ για το σχόλιό σου, καθώς και για την παραπομπή στην παρόμοια άσκηση που είχες κάνει πριν μερικούς μήνες.
Προβληματίζομαι όμως αν και η δική σου και η δική μου, είναι εντός ύλης!!!
Με την κοπτοραπτική που έγινε και στη θεωρία και στις ασκήσεις, αναρωτιόμαστε πολλές φορές για το τι πρέπει να κάνουμε!
Είναι ανεπίτρεπτο αυτό. Η Φυσική δεν τεμαχίζεται και δη, στο ίδιο κεφάλαιο!!
Καλημέρα Πρόδρομε.
Πέρα από την προσωπική μου άποψη, ότι δεν μπορεί να υπάρχουν ασκήσεις εντός και εκτός ύλης, αφού η ύλη αναφέρεται σε θεωρία και όχι σε προβλήματα (τεράστια διαστρέβλωση, όταν θεωρούμε θεωρία κάποιο πρόβλημα… ας μην το αναλύσω εδώ άλλο), για πες μου ένα λόγο που μια άσκηση σε φθίνουσα με δύναμη Laplace είναι εκτός ύλης;
Τι ιδέες χρειάζονται στην επίλυση; Αυτές οι ιδέες δεν διδάσκονται με αποτέλεσμα να είναι “εκτός ύλης”;
Σε ποια θεωρία στηριζόμαστε; Χρησιμοποιείται κάποια άλλη θεωρία, πλέον από την διδακτέα;
Καλημέρα συνάδελφοι!
Πολύ καλή και ενδιαφέρουσα δουλειά Πρόδρομε.
Τώρα που είμαι στις ταλαντώσεις θα την δώσω στην τάξη αναφέροντας φυσικά τον δημιουργό της.
Κατά τα άλλα , ας αφήσουμε τη φαντασία μας ελεύθερη πάνω στις αρχές και στους νόμους της Φυσικής παρά τις επιφυλάξεις περί εντός ή εκτός ύλης.
Ας μιλήσουμε για καθαρή Φυσική και όχι για νομικά – τυπικά ζητήματα.
Καλό θα κάνουμε έτσι , προάγοντας τη σκέψη.
Καλημέρα Πρόδρομε, καλημέρα σε όλους. Στην απορία σου αν το όμορφο θέμα σου είναι εντός, θα συμφωνήσω με τη θέση του Διονύση και του Μανώλη. Δεν (θα έπρεπε να) υπάρχουν ασκήσεις εντός ή εκτός ύλης. Υπάρχει μια θεωρία που πρέπει να διδαχτεί και από εκεί και πέρα όλα είναι επιτρεπτά, εφόσον είναι επί της διδαγμένης θεωρίας.
Διονύση συμφωνώ απόλυτα με τις θέσεις σου! Απλώς αναρωτιέμαι πολλές φορές, σε θέματα που κάνω ή αναρτώ εδώ, αν είμαι εντός πνεύματος εξετάσεων ή όχι!!
Άλλο πράγμα είναι το δύσκολο και σύνθετο, και άλλο το εντός και εκτός και.. επί τα αυτά!!
Στην ανάρτηση που έκανες ΕΔΩ
τα είπες όλα, και κατά την άποψή μου επέκτινες το παράδειγμα μελέτης της φθίνουσας ταλάντωσης που έχει το σχολικό βιβλίο, καί στον Ηλεκτρομαγνητισμό!
Ο υποψήφιος πρέπει να αποκτήσει την απαραίτητη γνώση της θεωρίας, ώστε να μπορεί να την συσχετίσει και με άλλα φαινόμενα.
Έβαλα παραπάνω το δίλημμα “εντός ή εκτός ύλης” για το “πάντρεμα” φθίνουσας ταλάντωσης και δύναμης Laplace καθώς και της ΗΕΔ επαγωγής, για να γίνει και συζήτηση, προκειμένου να αποσαφηνιστεί το θέμα, αλλά και να επηρεάσει πιθανούς μελλοντικούς θεματοδότες ή υπεύθυνους του Ι.Ε.Π. ,ώστε να αποσαφηνιστεί το θέμα . Ίσως και να σταλεί και διευκρινιστική θέση του Υ.Π.Π.Θ., μιά και η φθίνουσα ταλάντωση είναι κοντά στη διδασκαλία της.
Ευχαριστώ Μανώλη και για το σχόλιο και για την καθαρή θέση που παίρνεις!!
Έτσι πρέπει να κάνουμε. Να διδάσκουμε τη θεωρία, αναφέροντας και τις περιπτώσεις εφαρμογής της σε διάφορα φαινόμενα, και να μην περιοριζόμαστε μόνο στο παράδειγμα της φθίνουσας ταλάντωσης που παραθέτει το σχολικό βιβλίο!
Ο Διονύσης με την ανάρτηση που είχε κάνει εδώ τον Ιούνιο, τα είπε όλα, και εντός των πλαισίων της θεωρίας! Όμως , αν δούμε τα διάφορα βοηθήματα, δεν θίγουν και πολύ το θέμα. Προφανώς γιατί το ”τοπίο” δεν είναι ξεκάθαρο.
Να είσαι καλά για την τιμή που μου κάνεις, δηλαδή να κάνεις την άσκηση αυτή και να αναφέρεις το όνομά μου στους Χανιώτες!!
Ευχαριστώ Απόστολε για το σχόλιό σου, αλλά και για την θέση που παίρνεις με παρρησία!!! Έτσι συν-διαμορφώνεται μια άποψη για το θέμα, που ούτως ή άλλως, επηρεάζει διδάσκοντες και υπευθύνους !!
Είθε να αποσαφηνιστεί το ''τοπίο'' από το Υ.Π.Π.Θ.
Αλλά , αν υπάρχουν συνάδελφοι με την αντίθετη άποψη, ας την καταθέσουν με παρρησία, να γίνει κουβέντα, και να συνδιαμορφωθεί μια κοινή άποψη, που να αποσαφηνίσει το θέμα.
Να είσαι καλά.
Καλημέρα Μανώλη, καλημέρα Αποστόλη και από εδώ.
Πρόδρομε να προσθέσω κάτι προς αποφυγής παρεξηγήσεων.
Είναι άλλο θέμα αν μια άσκηση, όπως η παραπάνω πρέπει να μπει σε εξετάσεις ή όχι και άλλο είναι εντός ή εκτός ύλης.
Το ποια άσκηση είναι συμβατή με το επίπεδο των εξετάσεων που θέλουμε, είναι άλλο πράγμα.
Μια άσκηση μπορεί να είναι άριστη για να διδάξουμε κάτι, αλλά να θεωρείται πολύ απλή και να μην πρέπει να μπει στις εξετάσεις, αν έχει γραφτεί σαν Δ΄θέμα όπου θα το γράψει το 90% των μαθητών. Δεν υπηρετεί τους στόχους της εξέτασης…
Με την ίδια λογική μια άσκηση, μπορεί να διδαχτεί και θα είναι καλό να εμπλακούν οι μαθητές στην επίλυσή της, αφού έχει λεπτά σημεία που μπορεί να βοηθήσουν και να εξασκήσουν τους μαθητές, αλλά συνολικά σαν θέμα εξετάσεων να μην κάνει, αφού συνολικά είναι πολύ δύσκολο, πολύπλοκο θέμα και δεν θα διευκολύνει τους σκοπούς της εξέτασης. Δεν πρέπει π.χ. να μπει σε εξετάσεις μια άσκηση όπου μπορεί να αποτύχουν το 80% των μαθητών!
Αυτό βέβαια δεν την κάνει “εκτός ύλης”. Εκτός εξετάσεων (σαν θέμα εξέτασης), την θέτει….
Διονύση σε τι να σε παρεξηγήσω; Συμφωνώ με όσα γράφεις παραπάνω, εκτός από το τελευταίο ''Δεν πρέπει π.χ. να μπει σε εξετάσεις μια άσκηση όπου μπορεί να αποτύχουν το 80% των μαθητών!''
Συνήθως το 80% αποτυγχάνει στις εξετάσεις! κι έτσι ξεχωρίζει και η ήρα από το στάρι!
Οι Πανελλήνιες εξετάσεις είναι Διαγωνισμός κατά την άποψή μου. Όποιος προετοιμαστεί καλύτερα, γράφει και πετυχαίνει τους στόχους του.
Διπλή η καλημέρα μου κι απ' εδώ Πρόδρομε ,επαναλαμβάνοντας πως σερβίρεις μερακλίδικα τα θέματα σαν το… "βαρύ γλυκό" με το πλούσιο καϊμάκι !
Μια και τεστάρονται απόψεις για τα εντός εκτός να πω πως είμαι κατά του …"ευνουχισμού" συμφωνώντας με τον Μανώλη …
Κατά τα άλλα , ας αφήσουμε τη φαντασία μας ελεύθερη πάνω στις αρχές και στους νόμους της Φυσικής παρά τις επιφυλάξεις περί εντός ή εκτός ύλης.
Ας μιλήσουμε για καθαρή Φυσική και όχι για νομικά – τυπικά ζητήματα.
Καλό θα κάνουμε έτσι , προάγοντας τη σκέψη.
Να 'σαι καλά
Ευχαριστώ Παντελή για το σχόλιό σου, αλλά και για τον ..βαρύ γλυκό λόγο σου!!!
Η ανάρτηση αυτή ξεκίνησε για Β θέμα και κατέληξε σε Δ!!
Ελπίζω να ωφελήσει αυτούς που θα ασχοληθούν μαζί της!
Να είσαι καλά και καλό ΣΚ.