Κατεβάζοντας ένα κιβώτιο με μπάζα

 

Στην ταράτσα ενός σπιτιού με ύψος h=3,2m έχουμε ένα κιβώτιο μάζας 10kg.  Μπορούμε να το αφήσουμε να πέσει ελεύθερα, από την πλευρά Γ του οικήματος και να φτάσει στο έδαφος.

i) Με ποια ταχύτητα το κιβώτιο φτάνει στο έδαφος;

Εναλλακτικά, μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα κεκλιμένο επίπεδο, με την χρήση μιας λείας σανίδας, η οποία σχηματίζει γωνία θ με το έδαφος, από την αριστερή πλευρά, όπως στο σχήμα.

ii) Ένας μαθητής υποστηρίζει ότι αν το κιβώτιο αφεθεί να κινηθεί κατά μήκος της σανίδας θα φτάσει με μικρότερη ταχύτητα στο έδαφος, αφού θα κινηθεί με μικρότερη επιτάχυνση. Να εξετάσετε αν είναι σωστή η θέση αυτή.

iii) Αν μέσα στο κιβώτιο τοποθετήσουμε μπάζα, με αποτέλεσμα να βαρύνει, μήπως φτάσει πιο σύντομα στο έδαφος, αν κινηθεί κατά μήκος της σανίδας;

iv) Η σανίδα αντέχει αν δεχτεί κάθετη δύναμη στο μέσον της, με μέτρο μέχρι F=300Ν (με άσκηση μεγαλύτερη δύναμης η σανίδα σπάει). Πόση είναι η μέγιστη μάζα των μπάζων που μπορούμε να τοποθετήσουμε στο κιβώτιο, ώστε όταν κινηθεί κατά μήκος της σανίδας, να μην υπάρχει κίνδυνος αυτή να σπάσει;

Δίνεται g=10m/s², ενώ για την γωνία θ που σχηματίζει η σανίδα με το έδαφος ημθ=0,6 και συνθ=0,8.

Απάντηση:

ή

 Κατεβάζοντας ένα κιβώτιο με μπάζα

 Κατεβάζοντας ένα κιβώτιο με μπάζα

Δυο δυνάμεις επιταχύνουν ένα ‎σώμα

 

Ένα σώμα μάζας 8kg ηρεμεί σε ένα λείο οριζόντιο επίπεδο, στη θέση Ο, την οποία παίρνουμε σαν αρχή ενός ορθογωνίου συστήματος αξόνων x,y. Σε μια στιγμή στο σώμα ασκούνται δύο σταθερές οριζόντιες δυνάμεις, όπως στο σχήμα, όπου η δύναμη F₁ σχηματίζει με τον άξονα x γωνία θ, ενώ η F₂ έχει την διεύθυνση του άξονα y. Μετά από λίγο το σώμα περνά από τη θέση Α του άξονα x, έχοντας μετατοπισθεί κατά 4m, με ταχύτητα μέτρου 2m/s.

i)  Να  σχεδιάσετε την συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο σώμα, δικαιολογώντας την κατεύθυνσή της και να εξηγήσετε γιατί η κίνηση του σώματος είναι ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη.

ii) Να υπολογιστεί η επιτάχυνση του σώματος.

iii) Αφού υπολογιστεί η δύναμη που επιταχύνει το σώμα, να βρείτε το μέτρο της δύναμης F₁.

iv) Ποιο το μέτρο της  δύναμης F₂;

Δίνονται για την γωνία θ, ημθ=0,6 και συνθ=0,8.

Απάντηση:

ή

Δυο δυνάμεις επιταχύνουν ένα ‎σώμα

Δυο δυνάμεις επιταχύνουν ένα ‎σώμα

Δύο κατακόρυφες βολές

Από ένα σημείο Α  στο έδαφος, εκτοξεύεται κατακόρυφα τη χρονική στιγμή t₀=0 ένα βλήμα με αρχική ταχύτητα υ₀₁=40m/s. Τη στιγμή t΄=2s, από ένα άλλο σημείο  Β του εδάφους, όπου η απόσταση (ΑΒ)=20m εκτοξεύεται ένα δεύτερο βλήμα με κατακόρυφη ταχύτητα υ₀₂=35m/s.

i) Ποια χρονική στιγμή t₁ το πρώτο βλήμα φτάνει στο μέγιστο ύψος; Να υπολογιστεί το ύψος αυτό.

ii) Ποια η ταχύτητα και ποια η θέση του δεύτερου βλήματος τη στιγμή t₁;

iii) Ποιο βλήμα θα επιστρέψει πρώτο στο έδαφος;

iv) Να βρεθούν οι ταχύτητες των δύο βλημάτων και η απόσταση μεταξύ τους τη χρονική στιγμή t₂=6s.

Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα, ενώ g=10m/s².

Απάντηση:

ή

 Δύο κατακόρυφες βολές

Δύο κατακόρυφες βολές