by 
Τα άκρα Γ και Δ δύο παράλληλων οριζόντιων αγωγών ΓΜ και ΔΝ, οι οποίοι δεν έχουν ωμική αντίσταση, συνδέονται με ένα αμπερόμετρο εσωτερικής αντίστασης r=2Ω. Επάνω στο επίπεδο των δύο αγωγών είναι τοποθετημένος κάθετα προς τη διεύθυνση τους άλλος ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ μήκους = 0,5m, ο οποίος μπορεί να ολισθαίνει χωρίς τριβές. Η μάζα του αγωγού ΚΛ είναι m = 5kg και η αντίσταση του R = 8Ω. Το σύστημα των τριών αγωγών βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο, του οποίου η μαγνητική επαγωγή (ένταση) Β = 2T είναι κάθετη στο επίπεδο των αγωγών. Κατά τη χρονική στιγμή t0 = 0, κατά την οποία ο αγωγός ΚΛ έχει ταχύτητα υo = 12m/s παράλληλη προς τους αγωγούς ΓΜ και ΔΝ, ασκείται εξωτερική δύναμη F ομόρροπη με την ταχύτητα. Ο αγωγός ΚΛ αποκτά σταθερή επιτάχυνση μέτρου α = 2m/s2 ομόρροπη με την ταχύτητα.
α. να εξηγήσετε γιατί στα άκρα του αγωγού ΚΛ εμφανίζεται Η.Ε.Δ. από επαγωγή και να την εκφράσετε σε συνάρτηση με το χρόνο.
β. να σημειώσετε την πολικότητα της Η.Ε.Δ. από επαγωγή στα άκρα του αγωγού ΚΛ και τη φορά του ρεύματος, που διαρρέει το αμπερόμετρο και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.
γ. να βρείτε το φορτίο που περνά από το αμπερόμετρο στα πρώτα 5s της κίνησής του.
δ. να υπολογίσετε τη χρονική στιγμή t = 5s:
i. την ισχύ της δύναμης
ii. τη θερμική ισχύ στο κύκλωμα
iii. το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας του αγωγού ΚΛ.
Η λύση σε word
και σε pdf
Καλησπέρα σε όλους. Το θέμα του 1990, σε μια 'πειραγμένη' εκδοχή…
Καλημέρα Αποστόλη.
Διάβασα την απάντηση και διαπίστωσα ότι έδωσες λύση, απόλυτα προσαρμοσμένη στη λογική του βιβλίου της γενικής παιδείας, χωρίς τη δύναμη Lorentz. Νομίζω μια χαρά κυλάνε όλα…
Καλημέρα Αποστόλη (και Διονύση)
πολύ ωραία η εξήγηση που δίνεις χρησιμοποιώντας την θεωρία του βιβλίου Αποστόλη καθώς πιστεύω πως αν οι ασκήσεις με ράβδο είναι στην ύλη η εξήγηση χωρίς την δύναμη Lorentz είναι μονόδρομος με μία περιγραφή σαν τη δική σου.
Καλημέρα Αποστόλη. Πολύ ωραία άσκηση. Επειδή μάλιστα το ρεύμα έχει χρονικά μεταβλητή τιμή,
Θεωρώ πως ο κινούμενος αγωγός είναι εντός ύλης αφού στο "βιβλίο" υπάρχει το παράδειγμα 8 με ράβδο.
Ανέβασα κι εγώ μια σχετική άσκηση, αλλά δεν είχα καταλάβει ότι ο τύπος E = Bυl δεν έχει αποδειχθεί στο βιβλίο! Μου φαίνεται πως θα γίνει όπως με το στρεφόμενο. Θα τον αποδεικνύουμε δε μια πρόταση – κονσέρβα, μέχρι να νομιμοποιηθεί στις Πανελλαδικές.
Διονύση, Τάσο και Ανδρέα σας ευχαριστώ.
Διονύση μπορώ να εκλάβω τη φράση σου: «Νομίζω μια χαρά κυλάνε όλα» ως:
α. εκδήλωση αισιοδοξίας ή β. πικρόχολο χιούμορ. Επιλέγω το β.
Τάσο και Ανδρέα, δεν θα επέλεγα να παρουσιάσω τα ερωτήματα α. και β. με νόμο Faraday, αλλά μέσω δύναμης Lorentz. Το «βιβλίο» όμως μας περιορίζει…
Καλό μεσημέρι Αποστόλη.
Τις προηγούμενες μέρες, είχα δεχτεί τηλεφωνήματα, που συνάδελφοι μου έλεγαν ότι δεν μπορούν να διδαχτούν ασκήσεις με ράβδους, αφού δεν υπάρχει στην ύλη η σχέση Ε=Βυl και δεν διδάσκεται η δύναμη Lorentz.
Δεν συμφωνούσα με την θεώρηση αυτή και σαν απόδειξη, έκανα την ανάρτηση:
Η επαγωγή σε επιταχυνόμενη ράβδο
Για να δείξω πώς μπορεί να διδαχτεί ένα τέτοιο θέμα, στηριζόμενοι στο νόμο της επαγωγής και στον κανόνα του Lenz.
Έτσι το σημερινό μου σχόλιο ότι:
"Νομίζω μια χαρά κυλάνε όλα"
είχε να κάνει με την επιβεβαίωση εκ μέρους σου της θέσης, ότι μπορούν να διδαχτούν όλα και μάλιστα χωρίς καμιά απολύτως "έκπτωση" φυσικής, αφού η εφαρμογή του κανόνα του Lenz για την εύρεση της φοράς του ρεύματος, περιέχει πολύ περισσότερη φυσική, από τον κανόνα των 3 δακτύλων…
Καλησπέρα Διονύση. Συμφωνώ ότι μπορούν να διδαχτούν όλα, καθώς και ότι ο κανόνας του Lenz εμπεριέχει περισσότερη φυσική σε σχέση με τον κανόνα των τριων δακτύλων. Θεωρώ όμως ότι ο νόμος της επαγωγής δεν «φωτίζει το τοπίο» σε σχέση με την εμφάνιση Η.Ε.Δ. Ο νόμος είναι μεγαλειώδης ως προς τη σύλληψή του, αλλά στα μάτια μου πάντα φάνταζε ως κόλπο – με την καλή έννοια βέβαια- για να ερμηνευτεί το φαινόμενο. Έχω την αίσθηση ότι μέσω της δύναμης Lorentz, η αιτία του φαινομένου γίνεται σαφέστερη και δικαιώνει βέβαια και τον μέγα Faraday. Ίσως βέβαια η άποψή μου να έχει την έδρα της περισσότερο στην ιστοριογραφία της φυσικής, παρά στην ίδια τη φυσική.
Καλησπέρα Αποστόλη.
"Θεωρώ όμως ότι ο νόμος της επαγωγής δεν «φωτίζει το τοπίο» σε σχέση με την εμφάνιση Η.Ε.Δ."
Συμφωνώ. Άλλωστε όταν ανακοινώθηκε η ύλη θα θυμάσαι ότι είχα διαφωνήσει έντονα, με την διδασκαλία της επαγωγής από το βιβλίο γ.π. Είχα γράψει:
Αντί να διδαχθεί από το βιβλίο του προσανατολισμού με την βοήθεια της δύναμης Lorenz (Παντελή γιατί να συνδέσουν οι μαθητές τη δύναμη Laplace με θεωρία για κίνηση φορτίων; Καλύτερα μένουμε στο πειραματικό… Ασκείται δύναμη!!! Δεν μας αρκεί;), προτιμήθηκε το βιβλίο γ.π.
Προσοχή! Αυτό δεν σημαίνει λιγότερες ή ελαφρύτερες ασκήσεις. Κάθε άλλο…
Σημαίνει καμιά εξήγηση θεωρητική. Θα μάθουν το ΔΦ/Δt!!!
-Γιατί κύριε συμβαίνει αυτό;
-Επειδή μεταβάλλεται η μαγνητική ροή! (με σοβαροφάνεια σοφού…)
-Δηλαδή;
-………………..
Να προσθέσω κάτι ακόμη.
Κάτω από το νόμο της επαγωγής καλύπτονται δύο διαφορετικά φαινόμενα.
Το ένα είναι η εμφάνιση ΗΕΔ εξαιτίας των δυνάμεων Lorenz λόγω κίνησης του αγωγού.
Το άλλο είναι η εμφάνιση του επαγωγικού ηλεκτρικού πεδίου, όταν μεταβάλλεται το μαγνητικό πεδίο.
Το δεύτερο και αν …το έχουμε χάσει.
Γι΄αυτό ας τονίσω κάτι από την προηγούμενη τοποθέτηση.
Αφαιρείται οποιαδήποτε σοβαρή θεωρητική διδασκαλία. Αφαιρείται θεωρία, αλλά μένουμε σε ασκήσεις…
Θα συμφωνήσω απόλυτα μαζί σας (Αποστόλη,Ανδρέα και Διονύση) και θα ήθελα να προσθέσω το πόσο πολύ άρεσε στα παιδιά η εξήγηση του φαινομένου με τη δύναμη Lorentz. Αποστόλη δεν είχε κάποια μομφή το σχόλιό μου αντιθέτως η μόνη επιλογή που μας αφήνει το βιβλίο χρησιμοποιήθηκε άριστα από όλους σας έως τώρα και σαφώς το επιδοκιμάζω.
Καλό απόγευμα
Σε σχέση με την Ε=Βυl μπορεί να μην την γράφει στην θεωρία αλλά στην σελίδα 167 – 168 πριν τις ασκήσεις στην παράγραφο με τίτλο "Στρατηγική επίλυσης προβλημάτων" τον αποδεικνύει όπως και για τον στρεφόμενο αγωγό οπότε δεν υπάρχει κανένα θέμα με την χρήση τους (αφού βέβαια τους αποδείξουμε…).
Τάσο δεν τίθεται θέμα μομφής, αλλά θέμα έλλειψης θεωρητικού υποβάθρου. Ο Διονύσης παραπάνω λέει σωστά " Αφαιρείται οποιαδήποτε σοβαρή θεωρητική διδασκαλία. Αφαιρείται θεωρία, αλλά μένουμε σε ασκήσεις…''.
Χρήστο, στην ίδια λογική, το ζήτημα δεν είναι αν μπορούμε ή όχι να χρησιμοποιήσουμε τη σχέση που αναφέρεις, αλλά αν πρέπει να καταλήξουμε σε ''ραβδολογίες'' χωρίς την ανάλογη θεωρητική διδασκαλία.
Χρήστο έχεις δίκιο. Έχουμε το πράσινο φως για να προχωρήσουμε σε "ραβδολογίες"(γεια σου Αποστόλη!)
Καλημέρα συνάδελφοι. Ας περιμένουμε λίγο, νομίζω ότι θα υπάρξει διευκρίνιση τον Σεπτέμβριο για το αν πρέπει να διδάσκουμε κινήσεις ράβδων σε Ο.Μ.Π. ! Οι "επιλογείς" της ύλης δε νομίζω να είχαν στο μυαλό τους τις "ραβδολογίες"! Βάλανε τον γενικό νόμο της επαγωγής του Faraday με σκοπό να θίξουν τη διατήρηση της ενέργειας μέσω του κανόνα Lenz, και να μας περιορίσουν στη διδασκαλία σε κλασσικά πράγματα που απορρέουν από το νόμο. Η δύναμη Lorenz είναι εκτός ύλης, που συνδέει την εμφάνιση Η.Ε.Δ. σε κύκλωμα εξαιτίας σχετικής κίνησης μαγνητικού πεδίου-φορτίου. Βασικά την αλληλένδετη συνύπαρξη ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου, όταν μεταβάλλεται το ένα από αυτά. Περιοριζόμαστε στον αρχέγονο πειραματικό νόμο του Faraday και όχι στην επέκτασή του μέσω Maxwell.
Τα πισωγυρίσματα στην ύλη, και μάλιστα αφού η ύλη αρχίζει με αυτό το κεφάλαιο και κάποιοι μαθητές το διδάχτηκαν το καλοκαίρι, δεν είναι ότι καλύτερο. Εκτίμηση μου είναι, και το είχα διατυπώσει από την αρχή, ότι, μια και δεν δόθηκαν ασκήσεις από το κεφάλαιο της επαγωγής αντίθετα από τα άλλα βιβλία φυσικής Γ λυκείου που δόθηκαν, ότι δεν θα δοθεί καμιά νέα διευκρίνηση. Ακόμα και η άσκηση με πυκνωτή είναι μέσα. Και μια και αρχίζει η ύλη με αυτά μέχρι το Σεπτέμβριο θα έχουν βγει τα αντίστοιχα βοηθήματα.