web analytics

Δύο υλικά σημεία σε κυκλικές τροχιές

 

Ένας δίσκος ακτίνας  R=0,6m στρέφεται με το επίπεδό του κατακόρυφο, γύρω από σταθερό οριζόντιο άξονα ο οποίος περνά από το κέντρο του Ο, με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω, με φορά αντίθετη  της φοράς περιστροφής των δεικτών του ρολογιού. Δυο μικρά σημειακά σώματα Σ1 και Σ2, της ίδιας μάζας m=0,1kg, έχουν καρφωθεί στα σημεία Α και Β, όπου το A βρίσκεται στο άκρο μιας ακτίνας του δίσκου,  ενώ το Β απέχει από το κέντρο Ο απόσταση r=0,4m.  Σε μια στιγμή τα σώματα βρίσκονται στις θέσεις του σχήματος, όπου η ακτίνα ΟΑ είναι κατακό-ρυφη ενώ η ΒΟ οριζόντια. Για τη στιγμή αυτή ζητούνται:

  1. Να σχεδιάστε πάνω στο σχήμα τη γωνιακη ταχύτητα, καθώς και τις γραμμικές ταχύτητες των δύο σωμάτων Σ1 και Σ2.
  2. Να σημειωθούν επίσης στο σχήμα οι συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται στα δυο σώματα. Ποια συνισταμένη έχει μεγαλύτερο μέτρο και γιατί;
  3.  Αν το σώμα Σ1 δέχεται από τον δίσκο δύναμη κατακόρυφη με φορά προς το κέντρο, μέτρου F1=0,5N, να υπολογίσετε την γωνιακή ταχύτητα του δίσκου.
  4. Να υπολογίστε την δύναμη (μέτρο και κατεύθυνση) που ασκεί ο δίσκος στο σώμα Σ2.

Δίνεται g=10m/s2.

Η απάντηση με κλικ ΕΔΩ ή και ΕΔΩ.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
2 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Ανδρέας Ριζόπουλος
Αρχισυντάκτης
06/10/2024 10:13 ΠΜ

Καλημέρα Διονύση. Πολύ ωραία διδακτική προσέγγιση, όλης της ομαλής κυκλικής κίνησης. Αυτή την περίοδο κάνουμε στη Β΄ κυκλική κίνηση και στη Γ΄κινηματική στερεού. Διατίθενται 4 περίπου ώρες για την κυκλική κίνηση και όλο και κάποια δράση θα προκύψει.
Η μόνη λύση είναι στο μάθημα να γίνουν ασκήσεις όπως η παρούσα, για να προλάβουμε. Έχω φτιάξει ασκήσεις με πλυντήρια, διαστημικούς σταθμούς, στροβοσκόπια, γρανάζια, σαμαράκια, … που δεν τις κάνω ποτέ. Το δίωρο είναι “πάτος” για την διδασκαλία.

Αξίζει μια αντιπαραβολή της δύναμης στο Σ2 αν ήταν σφαιρίδιο στο άκρο οριζόντιου νήματος, πάλι σε ΟΚΚ. Εκεί η τάση του νήματος είναι και η κεντρομόλος, ενώ εδώ το υλικό γύρω από το Σ2, πρέπει να ασκήσει πλάγια δύναμη.