by 
Ένας κυκλικός αγωγός ακτίνας α=0,25m και αντίστασης R=0,5Ω κινείται κατακόρυφα με σταθερή ταχύτητα υ=0,5m/s και τη στιγμή t=0 αρχίζει να μπαίνει σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=2Τ κάθετα στις δυναμικές γραμμές όπως στο σχήμα. Αν η είσοδος γίνεται πάντα με σταθερή ταχύτητα, με την επίδραση κατάλληλης κατακόρυφης δύναμης, ζητούνται:
i) Η μαγνητική ροή που διέρχεται από το πλαίσιο τη χρονική στιγμή t1, που στο πεδίο έχει μόλις εισέλθει το κέντρο Ο του κυκλικού αγωγού, θεωρώντας την κάθετη στο επίπεδο του κυκλικού αγωγού, ίδιας κατεύθυνσης με τις δυναμικές γραμμές του πεδίου.
ii) Ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής, καθώς και η ένταση του ρεύματος, (κατά απόλυτο τιμή), η οποία τη στιγμή t1 διαρρέει τον κυκλικό αγωγό. Ποια είναι η φορά της έντασης αυτής;
iii) Η ισχύς της δύναμης Laplace που ασκείται στον κυκλικό αγωγό από το μαγνητικό πεδίο τη στιγμή t1.
iv) 
Δίνεται η γραφική παράσταση της έντασης του ρεύματος (κατά απόλυτο τιμή), που διαρρέει τον αγωγό, σε συνάρτηση με το χρόνο.
α) Ποια είναι η μέγιστη ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον κυκλικό αγωγό και ποια στιγμή αυτή μηδενίζεται; (Μας ενδιαφέρει μόνο η είσοδος στο πεδίο).
β) Να αποδείξετε ότι τη στιγμή t2=0,2s η ένταση του ρεύματος γίνεται ίση με 0,8Α, για πρώτη φορά.
γ) Ποια επόμενη χρονική στιγμή t3 η ένταση του ρεύματος ξαναγίνεται 0,8Α.
Αφιερωμένη στο Νίκο Κ. ο οποίος την προκάλεσε, με μια ερώτησή του…
Αλλά αφιερωμένη και στον Παντελή, αφού η δική του και η συζήτηση που προκάλεσε, φέρνει την σημερινή δημοσίευσή της (ήταν για αργότερα…)
Καλημέρα κι αποδώ Διονύση.
Ανταπόκριση πρόσθετης τεκμηρίωσης της μεθόδου κλειστού πλαισίου, μέσω υποθετικού αγωγού, με ωραία ερωτήματα και ασύλληπτη την ταχύτητα ανταπόκρισης !
Καλό Σαββατοκύριακο
Ευχαριστώ για το κομμάτι της αφιέρωσης
Καλημέρα ετοιμοπόλεμε Διονύση. Πολύ καλή!
Καλό απόγευμα Παντελή και Αποστόλη και από εδώ.
Σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Καλησπέρα Διονύση
Εξαιρετική. Ωραία ερωτήματα, διαφορετικά.
Ευφυέστατο την ισχύ της Laplace να την βρεις μέσω της Eεπ·Ι χωρίς να αναλύεις τη δύναμη σε τμήματα κτλ.
Κύριε Μάργαρη, το συγκεκριμένο θέμα είναι απλά ευφυέστατο!
Μας έγινε μια ερώτηση από μια μαθήτρια ωστόσο την οποία σας προωθούμε εδώ:
Μία μόνο ερώτηση ως προς την λύση στο ερώτημα γ. Στον τύπο της ταχύτητας διαιρείτε με t3 που έχετε ονομάσει “χρονική στιγμή”. Καταλαβαίνω ότι επειδή t0=0sec, το χρονικό διάστημα από την αρχή μέχρι την στιγμή t3 ισούται με t3 αριθμητικά, αλλά στις πανελλήνιες μια τέτοια αναγραφή τύπου θα γινόταν αποδεκτή;
Και πάλι σας ευχαριστούμε για τα πανέξυπνα θέματα που “σκαρφίζεστε”!
Καλημέρα στη φοιτητική ομάδα, καλημέρα στο Χρήστο και καλό μήνα σε όλους.
Για την μαθήτρια και την απορια της.
Το πόσο αναλυτικά δικαιολογείται κάτι στις εξετάσεις εξαρτάται από το πόσο αυτονόητη είναι η δικαιολόγηση, τι βαρύτητα έχει, πόσα μόρια πιάνει το ερώτημα και τι άλλο εξετάζει εκτός του σημείου που μας απασχολεί. Δεν υπάρχει μια απόλυτη απάντηση. Η μόνη απάντηση που καλύπτει τα πάντα, είναι “δικαιολογήσετε τα ΠΑΝΤΑ”, πράγμα που είναι πρακτικά αδύνατο…
Στην τελευταία εξίσωση της παραπάνω ανάρτησης, θα μπορούσε να γραφεί τυπικά ότι υ=Δy/Δt… Δt=t3-t0=… και για να είμαστε ειλικρινείς, θα το είχα γράψει, αν υποψιαζόμουν ότι θα δεχτώ ερώτημα.
Η γραφή είναι λάθος αν μιλάμε για εξετάσεις Α΄Λυκείου, αφού είναι βασικός στόχος κατά τη διδασκαλία της τάξης, αλλά νομίζω ότι είναι σχεδόν αυτονόητη αλήθεια, φτάνοντας στην Γ΄Λυκείου, ότι αν ξεκινάμε από τη στιγμή μηδέν, τα χρονικά διαστήματα είναι ίσα και με τις αντιστοιχες χρονικές στιγμές.
Χρήστο, αν προσέξεις το θέμα είναι η εύρεση της ΗΕΔ σε αγωγό κυκλικού σχήματος, αποφεύγοντας να μιλήσω για στοιχειώδεις ΗΕΔ και προβολή στη χορδή και απλά “έκλεισα” τον αγωγό.
Όταν έφτασα στη δύναμη Laplace αναγκαστικά θα πρέπει να έκανα αυτό που απέφυγα παραπάνω. Εκεί προβληματίστηκα, αν πρέπει να το επιβαρύνω άλλο ή όχι.
Έτσι αποφάσισα να μην ζητήσω τη δύναμη αλλά την ισχύ της.
Βέβαια αν σκεφτεί κάποιος ότι η ισχύς είναι -Fυ, μπορεί να υπολογίσει και το μέτρο της, αλλά δεν ήθελα να εκτραπεί το θέμα σε υπολογισμούς και διαφορετικές λύσεις…
Καλημέρα και καλό μήνα Διονύση. Όμορφη και διδακτική όπως πάντα.
Μια εναλλακτική προσεγγιση στο 4ο ερωτημα. Πιο δυσκολη για τους μαθητές. Σε κάποιους πολύ καλού ίσως αρέσει. Επίσης βρισκω και την μορφή της καμπύλης,
Καλημέρα Γιώργο και σε ευχαριστώ για την εναλλακτική λύση.
Γιατί εγώ την βγάζω έλλειψη την καμπύλη και όχι κύκλο;
Καλησπέρα Διονύση. Πολύ καλή, αλλά για εμάς. Την έλυσα εξαρχής. Η συνάρτηση της έντασης και η γραφική παράσταση:
Όμως, ένα τέτοιο θέμα:
Απαιτεί χρήση γεωμετρίας και ως γνωστόν …, αλλά έστω ότι δεν είναι δύσκολη η εφαρμογή της.
Θεωρώ πρόβλημα την τεχνική επίλυσης, που δεν θα σκεφτόταν ένας υποψήφιος. Να κλείσει τον αγωγό; Πως θα του έρθει; Στο σχολικό βιβλίο το μόνο πλαίσιο που εισέρχεται σε πεδίο είναι ορθογώνιο. ‘Αντε να πάμε σε τρίγωνο.
Επιπλέον οι μαθητές της Υγείας, δε μπορούν να μελετήσουν την παραπάνω συνάρτηση. Μόνο ποιοτικά ερωτήματα για την κλίση.
Εδώ δεν μας επιτρέπεται ευθύγραμμος αγωγός σε κεκλιμένο επίπεδο!
Μπορεί να κάνω λάθος, προβληματισμό εκφράζω.
Έχεις απλά αλλάξει την κλιμακα (βαθμονομηση) των αξόνων .
Καλησπέρα Ανδρέα και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και την κατάθεση του προβληματισμού σου.
Όσον αφορά το επίπεδο δυσκολίας, μπορεί να έχεις δίκιο, δεν μπορώ να πάρω θέση. Την άσκηση την έστησα με αφορμή ερώτημα φίλου και την προόριζα να την ανεβάσω στην επανάληψη. Η συζήτηση πάνω στην αντίστοιχη ανάρτηση του Παντελή, επιτάχυνε την δημοσίευση…
Όσον αφορά την ουσία, κάτι λάθος έχεις κάνει στην εύρεση της συνάρτησης της έντασης με το χρόνο. Κατά το στήσιμο, είχα υπολογίσει ότι Ι=2 ρίζα(t-t^2), η οποία είναι ίδια με την σχέση που παραπάνω αποδεικνύει και ο Γιώργος. Και αυτής της συνάρτησης έδωσα την γραφική παράσταση.
Αλλά Ανδρέα, δεν ζήτησα μελέτη της συνάρτησης! Ίσα – ίσα έδωσα την γραφική παράσταση και πάνω σε αυτή ζήτησα κάποια πράγματα…
Γιώργο, η συνάρτηση που σωστά καταλήγεις είναι συνάρτηση έλλειψης και όχι κύκλου.
Θα ήταν εξίσωση κύκλου αν είχε την μορφή:
Στην τελική εξίσωση που καταλήγεις:
Οι δυο παρονομαστές είναι διαφορετικοί, και δίνουν του δυο ημιάξονες.
Στο σχήμα έχω σχεδιάσει την μισή έλλειψη, στο Visio, δες τι σχεδίασα.
Το πάνω μισό, έλλειψη με μικρό ημιάξονα 0,5s και μεγάλο ημιάξονα (τον κατακορυφο) 1Α.
Η εικόνα:
Καλησπέρα Διονύση . Ναι προφανώς είναι ελειψη. με ημιάξονες (1/2, 1)
Πήρα το Ι/2=0,5 αντι Ι=1 για ημιάξονα και τα “θαλασσωσα” ,μεχρι που με “πείραζαν” και οι κλιμακες ! Διορθώνω και το ανεβάζω ξανα επι το ορθόν. ¨Οποιος βιάζεται σκονταφτει ή το γήρας δεν ερχεται μόνον ή και τα δύο;
Στο graph έφαγα τη ρίζα
