by 
Καλησπέρα, ως μαθητής έχω μια απορία πάνω στο Δ θέμα Φυσικής των Πανελληνίων Εξετάσεων του 2015.
Στην εκφώνηση αναφέρεται ότι η διαστατική σφαίρα ακτίνας r αφήνεται από την άκρη τεταρτοκυκλίου και ξεκινά αμέσως κύλιση χωρίς ολίσθηση. Αυτό που με προβληματίζει είναι πως μπορεί από την αρχική θέση στην οποία δρούν μόνο η τριβή και το βάρος της σφαίρας και μάλιστα καμία δύναμη αντίδρασης από το τεταρτοκύκλιο αφού δεν ασκείται καμία οριζόντια δύναμη στο σώμα να ξεκινήσει να κυλίεται κατευθείαν. Αφού δεν δρα καμία δύναμη στον οριζόντιο άξονα η αντίδραση από το τεταρτοκύκλιο θα είναι μηδενική και συνεπώς η τριβή ολίσθησης που εξαρτάται από την αντίδραση θα είναι επίσης μηδενική. Ισχύει όμως ότι Τστ ≤ Τολ άρα ότι η στατική τριβή είναι μικρότερη ίση του μηδενός. Γνωρίζουμε βέβαια ότι η σφαίρα κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει συνεπώς θα πρέπει η στατική τριβή να είναι μη μηδενική. Καταλήγουμε σε άτοπο. Μήπως θα μπορούσατε να με κατευθύνετε για το που είναι το λάθος μου ή αν απλώς αυτή η θεώρηση της άμεσης κύλισης είναι απλά μία εύκολη απλοποίηση της μελέτης της κίνησης της σφαίρας? Σας ευχαριστώ εκ των προτέρων
Καλώς ήρθες Σπύρο και καλή δύναμη για τη σχολική χρονιά που ξεκινά.
Δεν κάνεις κανένα λάθος!
Είναι όπως τα λες.
Η σφαίρα αρχικά ολισθαίνει (για λίγο) και στη συνέχεια αναπτύσσεται τριβή που μετατρέπει την ολίσθηση σε κύλιση.
Τι κάνεις σαν διαγωνιζόμενος;
Κάνεις αυτό που λέει η εκφώνηση. Αντιμετωπίζεις το πρόβλημα ως να είχαμε μόνο κύλιση (πετάει ο γάιδαρος;)
Σας ευχαριστώ πολύ για την διευκρίνηση.
Θεωρώ πως με τέτοια θέματα ουσιαστικά καταργούν την ομορφιά της φυσικής και το πραγματικό της σκοπό που είναι η ορθή εξήγηση των διάφορων φαινομένων που μας περιτριγυρίζουν, και μας εξετάζουν οχι σε θέματα τα οποία είναι αντιμετωπίσιμα με πρακτική σκέψη αλλά σε θέματα φτιαχτά και απλοποιημένα όσο δεν γίνεται.
Σπύρο, πάντα στη μελέτη τη φύσης, κάνουμε απλοποιήσεις και εξιδανικεύουμε μια κατάσταση, για να μπορέσουμε να την μελετήσουμε.
Η πραγματικότητα είναι πολύ πολύπλοκη για να υπακούει στους "απλούς" νόμους που διδάσκονται στο σχολείο…
Βέβαια είναι λάθος της επιτροπής εν προκειμένω, που έβαλε θέμα, το οποίο εξώφθαλμα απέχει από την πραγματικότητα…
Η εκφώνηση, Σπύρο, είναι όπως και το επίσημο σχολικό βιβλίο.
"Δημιουργεί δίκαιον", δηλαδή θεωρείται σωστή και δεν αμφισβητείται ακόμα και όταν είναι λάθος.
(παρόμοια συναντώνται συχνά: σώμα που κατέρχεται σε κεκλιμμένο επίπεδο συνεχίζει σε οριζόντιο με ταχύτητα ίσου μέτρου γίνεται; όχι βέβαια, αλλά αν το γράφει κάποια εκφώνηση γίνεται πώς δε γίνεται…)
Συμφωνώ απόλυτα και φυσικά χωρίς απλοποιήσεις δεν γίνεται. Ο λόγος που το ανέφερα είναι γιατί πιστεύω πως στο στερεό υπάρχουν χιλιάδες ασκήσεις διαβαθμισμένης δυσκολίας που θα μπορούσαν να αποτελούν Δ θέμα οι οποίες περιορίζονται ΜΟΝΟ στα συνηθισμένα
( αμελητέες αντιστάσεις αέρα κλπ) τα οποία όπως επισημάνατε και εσείς δεν απέχουν τόσο εξώφθαλμα από τη πραγματικότητα.
Φυσικά
Σπύρο καλησπέρα! Η ερώτησή σου είναι σωστότατη! Συμφωνώ με την απάντηση του Διονύση. Θεωρώ πάντως ότι πρέπει να επισημαίνονται και , κυρίως, να διορθώνονται τα λάθη, επειδή η οποιαδήποτε επιτροπή δεν θα πρέπει να θεωρείται ότι είναι η Ιερά Εξέταση που υπήρχε στον Μεσαίωνα.
Καλησπέρα σας και επιτρέψτε μου να ταυτιστώ απόλυτα με την άποψη σας.
Να είσαι πάντα καλά!
Όντως δεν υπάρχει τριβή αρχικά, αλλά υπάρχει αμέσως μετά, οπότε οριακά έχουμε από την αρχή τριβή. Αλλά τι τριβή; Αν η αρχική ταχύτητα δεν ήταν μηδέν, όντως θα μπορούσαμε να είχαμε αρχικά ολίσθηση. Όμως, η αρχική ταχύτητα είναι μηδέν και η τριβή που εμφανίζεται οριακά είναι στατική. Ξεκινάμε υποχρεωτικά με κύλιση. Αν στην πορεία γίνει και ολίσθηση, αυτό εξαρτάται από το συντελεστή τριβής ολίσθησης. Αν είναι πολύ μεγάλος, δε θα μπούμε ποτέ σε ολίσθηση. Το πιο ενδιαφέρον όμως εδώ δεν είναι αυτό, αλλά ότι δεν ισχύει υcm=ωr στην καμπυλόγραμμη κύλιση, αν ω είναι η γωνιακή ταχύτητα του σημείου επαφής ως προς κέντρο μάζας. Θέλει προσοχή ποιο ω θεωρούμε για να ισχύει η σχέση.
Καλημέρα Ευάγγελε.
Να τονίσω ότι γράφουμε όχι κάτω από ένα θέμα που το αναδείξαμε σήμερα!!!
Το θέμα είναι παλιότερο…
Επί της ουσίας; Παραπάνω είχα γράψει:
“Βέβαια είναι λάθος της επιτροπής εν προκειμένω, που έβαλε θέμα, το οποίο εξώφθαλμα απέχει από την πραγματικότητα…”
Και η φετινή ΚΕΕ το επανέλαβε…
Προφανώς δεν με βρίσκει σύμφωνο η ερμηνεία σας… Η μηδενική αρχική ταχύτητα προφανώς δεν μας εξασφαλίζει μη ολίσθηση, ούτε υπάρχει αρχικά καμιά στατική τριβή.
Δεν ξεκινάμε από κύλιση, αλλά από ολίσθηση.
Καλημέρα,
Πρόσφατα έγραψα αναλυτικά εδώ για τις αρχικές συνθήκες που απαιτούνται ώστε να έχουμε κατευθείαν κύλιση.
Ευχαριστώ πολύ. Δεν τα είχα σκεφτεί αυτά. Θα τα μελετήσω.