Παρασκευή, 31 Μαρτίου 2017

Το σύστημα και τα έργα


Δυο σώματα Α και Β με μάζες m1=1kg και m2=2kg συνδέονται με ιδανικό ελατήριο που έχει το φυσικό μήκος του και ηρεμούν σε οριζόντιο επίπεδο, με το οποίο παρουσιάζουν τον ίδιο συντελεστή τριβής ολίσθησης μ=0,3. Σε μια στιγμή (t=0) το σώμα Α δέχεται ένα στιγμιαίο κτύπημα με αποτέλεσμα να αποκτήσει αρχική ταχύτητα υ01=10m/s στην διεύθυνση του άξονα του ελατηρίου με  αποτέλεσμα το ελατήριο να επιμηκύνεται. Αφού το σώμα Α διανύσει απόσταση x1=2m, τη στιγμή t1, η ταχύτητά του μηδενίζεται στιγμιαία. Την ίδια στιγμή το σώμα Β έχει μετατοπισθεί κατά x2=0,4m, έχοντας αποκτήσει ταχύτητα υ2=3,5m/s.
i) Πόση ενέργεια δόθηκε στο σύστημα με το κτύπημα;
ii) Να υπολογιστούν τα έργα των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα Α από 0-t1. Τι μετράνε τα παραπάνω έργα;
iii) Να υπολογιστούν τα αντίστοιχα έργα των δυνάμεων που ασκούνται στο Β σώμα, στο ίδιο χρονικό διάστημα. Τι μετράνε τα παραπάνω έργα;
iv) Κατά το διάστημα αυτό, το ελατήριο κέρδισε ή έχασε ενέργεια; Πόση είναι η ενέργεια αυτή;
Δίνεται g=10m/s2.
ή
Το σύστημα και τα έργα

Πέμπτη, 30 Μαρτίου 2017

Το σώμα και η σανίδα

Μια σανίδα μήκους L=4m ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο σε επαφή με κατακόρυφο τοίχο. Πάνω της ηρεμεί ένα σώμα Σ μάζας m=1kg στο αριστερό άκρο της, όπως στο σχήμα. Σε μια στιγμή τραβάμε το σώμα Σ ασκώντας του μια σταθερή οριζόντια δύναμη μέτρου F=6,5Ν, αλλά για να μην παρασυρθεί η σανίδα και να παραμείνει σε επαφή με τον τοίχο, της ασκούμε οριζόντια δύναμη F1. Το αποτέλεσμα είναι το σώμα Σ να εγκαταλείψει τη σανίδα με ταχύτητα υ1=2m/s.
i)  Να κάνετε δυο σχήματα, όπου στο πρώτο να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα Σ και στο δεύτερο στη σανίδα. Να αναφέρετε τα ζευγάρια δράσης-αντίδρασης που εμφανίζονται.
ii) Να υπολογιστεί το μέτρο της τριβής που ασκήθηκε στο σώμα Σ κατά την κίνησή του.
iii) Να υπολογίσετε το ελάχιστο μέτρο της δύναμης F1 που απαιτείται για να μην κινηθεί η σανίδα.
iv) Επαναλαμβάνουμε το πείραμα, ασκώντας στο σώμα Σ την ίδια δύναμη F, αλλά χωρίς να ασκούμε τη δύναμη F1 για ακινητοποίηση της σανίδας. Το αποτέλεσμα είναι να κινηθεί και η σανίδα. Τη στιγμή που το σώμα Σ εγκαταλείπει τη σανίδα, από το δεξιό της άκρο, έχει ταχύτητα υ2=3m/s. Για το παραπάνω χρονικό διάστημα, ζητούνται:
α)  Η μετατόπιση του σώματος Σ.
β)  Η αντίστοιχη μετατόπιση της σανίδας.
γ) Η ενέργεια η οποία μεταφέρεται στο σώμα Σ μέσω του έργου της δύναμης F και η ενέργεια που αφαιρέθηκε μέσω του έργου της τριβής από το Σ;
δ) Η ενέργεια η οποία μεταφέρεται από το σώμα Σ στη σανίδα και η μηχανική ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμική στις τριβόμενες επιφάνειες των δύο σωμάτων.
Δίνεται g=10m/s2.
ή
Το σώμα και η σανίδα


Πέμπτη, 23 Μαρτίου 2017

Υπολογίστε τα έργα


Ένα σώμα μάζας 2kg τοποθετείται τη χρονική στιγμή t0=0, σε κεκλιμένο επίπεδο κλίσεως θ, όπου ημθ=0,6 και συνθ=0,8, ενώ ασκούμε πάνω του μέσω νήματος δύναμη F, παράλληλη με το επίπεδο, όπως στο σχήμα. Το σώμα παρουσιάζει με το επίπεδο τριβή, όπου μs=μ=0,5, ενώ g=10m/s2. Να υπολογιστούν τα έργα της δύναμης F και της τριβής, από τη στιγμή t0, έως τη στιγμή t1=6s, όταν το μέτρο της δύναμης είναι:
i) F=F1=2Ν,   ii) F=F2=9Ν,   iii)  F=F3=18Ν και  iv) F=F4=24Ν.
ή
Υπολογίστε τα έργα

Τρίτη, 7 Μαρτίου 2017

Η ίδια δύναμη, με άλλη διεύθυνση

Ένα σώμα 2kg ηρεμεί σε οριζόντιο επίπεδο. Σε μια στιγμή δέχεται την επίδραση μιας οριζόντιας σταθερής δύναμης, μέτρου F=10Ν, με αποτέλεσμα να μετακινηθεί κατά 1m σε χρονικό διάστημα 2s.
i) Να βρεθεί η επιτάχυνση του σώματος.
ii) Ποιος ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ του σώματος και του επιπέδου;
iii) Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία σε δυο άλλες εκδοχές, που φαίνονται στο παρακάτω σχήμα.
 
Η ασκούμενη δύναμη F έχει το ίδιο μέτρο (F=10Ν) και στο πρώτο σχήμα σχηματίζει γωνία θ με την οριζόντια διεύθυνση προς τα πάνω, ενώ στο δεύτερο προς τα κάτω.
Θα μετακινηθεί στις περιπτώσεις αυτές το σώμα; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
 Δίνεται ότι ο συντελεστής τριβής ολίσθησης είναι ίσος με τον αντίστοιχο συντελεστή για την οριακή στατική τριβή, g=10m/s2, ενώ ημθ=0,6 και συνθ=0,8.
ή
Η ίδια δύναμη, με άλλη διεύθυνση