by 
Ένα σώμα Σ εκτελεί αατ, δεμένο στο άκρο ενός ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k=100Ν/m σε λείο οριζόντιο επίπεδο, με εξίσωση απομάκρυνσης x=0,5∙ημ(10t) (μονάδες στο S.Ι.). Τη χρονική στιγμή t1=11π/50 s το σώμα Σ συγκρούεται πλαστικά με ένα δεύτερο σώμα Β, το οποίο κινείται προς τα αριστερά με ταχύτητα μέτρου υ2=4/3 m/s (η προς τα δεξιά κατεύθυνση θεωρείται θετική), οπότε το συσσωμάτωμα ξεκινά μια νέα ταλάντωση με πλάτος Α1=0,3m.
- Να υπολογιστεί η μάζα του σώματος Σ, καθώς και η ταχύτητά του ελάχιστα πριν την κρούση.
- Να βρεθεί η μάζα του σώματος του σώματος Β.
- Να γραφεί η εξίσωση της απομάκρυνσης σε συνάρτηση με το χρόνο x=f(t), για την ταλάντωση του συσσωματώματος.
- Να γίνει η γραφική παράσταση της απομάκρυνσης τος σώματος Σ, από τη στιγμή t0=0, μέχρι τη στιγμή t2 όπου ολοκληρώνεται μια πλήρης ταλάντωση του συσσωματώματος.
Δίνεται ημ(π/5)=0,6.
Η απάντηση με κλικ ΕΔΩ ή και ΕΔΩ.
Γεια σου Διονύση.Πολυ ωραια ασκηση. Και μαλλον δυσκολη.Οχι ομως οσο δυσκολη θα ηταν αν δεν εδινες την θετικη φορά του αξονα η οποια ειναι πλεονασματικο δεδομενο. Δεν γνωριζω αν το εκανες επιτηδες για να βοηθησεις τον μαθητη,αλλα κατα την γνωμη μου γινεται πιο ωραιο και πιο πρωτοτυπο το προβλημα με το να μην ξερει ο μαθητης την θετικη φορα του αξονα και να αναγκαστει να την βρει μονος του απο τα υπολοιπα δεδομενα. Πως θα την βρει? 🙂
Καλό απόγευμα Κωνσταντίνε και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Υποψιάζομαι ότι θεωρείς ότι ο μαθητής, υπολογίζοντας ταχύτητα 4m/s για το σώμα Σ, θα πρέπει να σκεφτεί ότι αυτό κινείται προς τα δεξιά, (οπότε αυτή είναι η θετική κατεύθυνση) αφού διαφορετικά δεν θα είχαμε κρούση με το σώμα Β, το οποίο κινείται προς τα αριστερά με ταχύτητα μικρότερου μέτρου.
Αν αυτό εννοείς, πράγματι είναι μια ξύπνια ιδέα, αλλά φαντάζομαι καθόλου εύκολη για τον μέσο μαθητή.
Καλησπέρα Διονύση.
Όμορφο θέμα σε ένα κλασικό σενάριο, με ενδιαφέροντα μαθηματικά στοιχεία τα οποία συνήθως δυσκολεύουν.
Εάν θέλεις, άλλαξε στην εκφώνηση στο iv) το σώμα Α σε σώμα Σ.
Καλό απόγευμα Μίλτο.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και την επισήμανση.
Έκανα την αλλαγή.
Καλησπερα Διονύση. Δεν σου απαντησα γιατι ολη τη νυχτα εσβηνα φωτιες. Παραλιγο να καει το σπιτι. Ειμαι κοντα στον Βαρναβα. Ευτυχως γλυτωσαμε.
Μπράβο Κωνσταντίνε!
Ευτυχώς τα καταφέρατε
Καλό κουράγιο σ όσους βρίσκονται κοντά στις φλόγες
Πολύ ωραία η άσκηση.
Ωραία και η ιδέα του Κωνσταντίνου.
Κουράγιο σε όσους παλεύουν στις φλόγες.
[ευτυχώς που γλύτωσαν κάποιοι τα σπίτια τους].
Καλημέρα σε όλους.
Κωνσταντίνε χαιρομαι που απέφυγες τα χειρότερα, δυστυχώς ο κίνδυνος της πυρκαγιάς, τείνει να γίνει κάτι σαν τους σεισμούς. Πρέπει να μάθουμε να ζούμε μαζί του…
Κώστα σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Καλημερα Διονυση, Γιωργο, Κωστα και Μιλτο.
Διονυση το σκεπτικο μου ειναι το εξης:
Εστω οτι η θετικη φορα του αξονα ειναι προς τα αριστερα. Ομως την στιγμη της κρουσεως ειναι x= ημ(110π/50)=ημ(π/5), Αρα τη στιγμη της κρουσεως η θεση του Σ θα ειναι θετικη και η ταχυτητα του θα ειναι επισης θετικη διοτι π/5<π/2. Αρα την στιγμη της κρουσης οι ταχυτητα του Σ θα ειναι προς τα αριστερα.Αρα την στιγμη της κρουσης οι ταχυτητες των δυο σωματων θα ειναι και οι δυο προς τα αριστερα δηλαδη ομορροπες.Ειναι τοτε προφανες οτι η ταχυτητα του συσσωματωματος θα ειναι μεγαλυτερη απο την ταχυτητα του σωματος που προηγειται δηλαδη του σωματος Σ.Αρα η κινητικη ενεργεια του συστηματος που ταλαντωνεται,αυξανεται διοτι αυξανεται και η μαζα του και η ταχυτητα του. Κατα συνεπεια πρεπει να αυξηθει και το πλατος ταλαντωσης διοτι το συστημα ειναι οριζοντιο και η θεση ισορροπιας δεν αλλαζει, οπότε το άθροισμα Κ+ U θα αυξηθεί, συνεπώς θα αυξηθεί και το πλάτος ταλάντωσης, αφού Κ+U= 1/2 kA^2. Ομως το πλατος ταλαντωσης μειωνεται εξ υποθεσεως.
Όπερ άτοπον. Αρα η θετικη φορα του αξονα ειναι προς τα δεξια.
Καλό απόγευμα Κωνσταντίνε .
Πολύ σωστή η σκέψη ότι αν τα δυο σώματα κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση τότε μετά από μια πλαστική κρούση, το προπορευόμενο αυξάνει την ταχύτητα του. Κατά συνέπεια θα είχαμε και αύξηση του πλάτους ταλάντωσης.
Και αυτό ισχύει ανεξάρτητα των μέτρων των ταχυτήτων.
Βεβαια, για να έχουμε κρούση θα πρέπει το προπορευόμενο σώμα να έχει ταχύτητα με μικρότερο μέτρο… όποτε πέφτουμε στο πρώτο μου σχόλιο. 🙂
Καλησπερα Διονυση. Οταν εκανα την παρατηρηση περι θετικης φορας του αξονα δεν ειχα διαβασει ακομα τα ερωτηματα της ασκησης σου και δεν ηθελα να κανω κανεναν υπολογισμο πλην του 11π/5=2π+π/5. Αφου ομως στην ασκηση υποχρεωτικα ο μαθητης θα βρει την ταχυτητα του Σ ελαχιστα πριν την κρουση διοτι την ζητας,τοτε ειναι σιγουρα προτιμοτερη η δικη σου εξηγηση. Μαλιστα δεν ειναι απαραιτητο ο μαθητης να αναφερθει σε φορα αξονα. Οταν βρει το 4m/s διακρινει δυο περιπτωσεις φορας της ταχυτητας αυτης και αποριπτει την προς τα αριστερα για τον λογο που εγραψες.
Πιστευεις θα ειχε ενδιαφερον μια τετοια ασκηση πολλαπλης επιλογης με μοναδικο ερωτημα να βρεθει η θετικη φορα του αξονα?
Κωνσταντίνε, φοβάμαι ότι ένα τέτοιο ερώτημα σε εξετάσεις, θα ξεσήκωνε πολλές αντιδράσεις…