Σάββατο, 30 Ιουνίου 2018

Όταν η τροχιά δεν έχει σταθερή κλίση


Ένα μικρό σώμα μάζας 0,4kg αφήνεται να κινηθεί σε κατακόρυφο επίπεδο, από τη θέση Α, που βρίσκεται σε ύψος h=1,8m πάνω από το οριζόντιο επίπεδο, κατά μήκος μιας καμπύλης τροχιάς, όπως του σχήματος και φτάνει στο οριζόντιο επίπεδο (θέση Γ) με ταχύτητα υ2=6m/s.
i)  Να εξεταστεί αν εμφανίζονται τριβές κατά την παραπάνω κίνηση του σώματος.
ii) Να υπολογιστεί η μεταβολή της ταχύτητας (μέτρο και κατεύθυνση) του σώματος, μεταξύ των θέσεων Α και Γ.
iii) Στη διάρκεια της παραπάνω κίνησης, κάποια στιγμή το σώμα πέρασε από μια θέση Β, η οποία βρίσκεται σε ύψος h1=1m, με ταχύτητα υ1 η οποία σχημάτιζε με την οριζόντια διεύθυνση γωνία θ=30°. Για τη στιγμή αυτή να βρεθούν:
α) το μέτρο της ταχύτητας υ1.
β) Η επιτάχυνση του σώματος.
γ) Η ισχύς του βάρους.
δ) Οι ρυθμοί μεταβολής της δυναμικής και της κινητικής ενέργειας του σώματος.
Δίνονται ημ30°= ½, συν30°= √3/2 και g=10m/s2.
ή

Πέμπτη, 7 Ιουνίου 2018

Μειώνοντας την ασκούμενη δύναμη


Ένα κιβώτιο μάζας 50kg, σύρεται με σταθερή ταχύτητα υ0=2m/s σε οριζόντιο επίπεδο, με την επίδραση μιας σταθερής οριζόντιας δύναμης μέτρου F=100Ν, την οποία ασκεί ένας άνθρωπος μέσω νήματος, όπως στο σχήμα.
Σε μια στιγμή την οποία θεωρούμε t0=0, ο άνθρωπος μειώνει το μέτρο της ασκούμενης δύναμης στην σταθερή τιμή F1, με αποτέλεσμα το σώμα να σταματά να κινείται τη στιγμή t1=4s.
i)   Να υπολογιστεί ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ κιβωτίου και εδάφους.
ii)  Να βρεθεί η επιτάχυνση του σώματος στη διάρκεια της επιβραδυνόμενης κίνησης, καθώς και το μέτρο της δύναμης F1.
iii) Πόση ενέργεια μεταφέρθηκε από τον άνθρωπο στο κιβώτιο στο χρονικό διάστημα από t0 έως τη στιγμή t2=6s, με δεδομένο ότι ο άνθρωπος συνέχισε να ασκεί στο κιβώτιο την δύναμη F1 και μετά τη στιγμή ακινητοποίησης του κιβωτίου;
iv) Να κάνετε τη γραφική παράσταση του μέτρου της τριβής που ασκείται στο κιβώτιο, σε συνάρτηση με το χρόνο, μέχρι τη στιγμή t2=6s. Στο διάγραμμα να φαίνεται και η τιμή της τριβής και πριν τη στιγμή t=0, όπου η ασκούμενη δύναμη είχε μέτρο F=100Ν.
Δίνεται g=10m/s2.
ή

Παρασκευή, 1 Ιουνίου 2018

Από  την ταχύτητα  στη δύναμη

Ένα σώμα ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Σε μια στιγμή t0=0, ασκείται πάνω του μια, σταθερής κατεύθυνσης, οριζόντια δύναμη F, όπως στο σχήμα, με αποτέλεσμα η ταχύτητα του σώματος να μεταβάλλεται όπως στο διάγραμμα.
i) Στο χρονικό διάστημα 0-t1 το μέτρο της δύναμης:
α) αυξάνεται,    β) παραμένει σταθερό,  γ) μειώνεται.
Να δικαιολογήσετε αναλυτικά την επιλογή σας.
ii) Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα παριστά το μέτρο της δύναμης σε συνάρτηση με το χρόνο; Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Ή

Τρίτη, 15 Μαΐου 2018

Μια μεταβαλλόμενη κίνηση

Ένα αυτοκίνητο κινείται ευθύγραμμα και, παίρνοντας κάποια στιγμή ως t0=0, σχεδιάσαμε  την ταχύτητά του σε συνάρτηση με το χρόνο, λαμβάνοντας το διπλανό σχήμα.
i) Πόση είναι η μέση επιτάχυνση του αυτοκινήτου από 0-10s;
ii) Η μέση επιτάχυνση στο χρονικό διάστημα 0-5s έχει τιμή:
 α) α1μ=-0,2m/s2,   β) α1μ=-0,3m/s2,    γ) α1μ=-0,5m/s2.
iii) Η στιγμιαία επιτάχυνση του αυτοκινήτου τη χρονική στιγμή t1=5s έχει τιμή:
  α) α1=-0,4m/s2,  β) α1μ=-0,5m/s2,   γ) α1μ=-0,6m/s2.
iv) Η μετατόπιση του αυτοκινήτου στο χρονικό διάστημα 0-10s είναι ίση με:
  α) Δx1= 12m,     β) Δx1= 20m,    γ) Δx1= 28m.
ή

Δευτέρα, 7 Μαΐου 2018

Μετά την επιτάχυνση ακολουθεί πτώση


 Ένα σώμα μάζας 2kg ηρεμεί πάνω σε τραπέζι (θέση Α). Σε μια στιγμή δέχεται την επίδραση μιας σταθερής οριζόντιας δύναμης F=7Ν, με αποτέλεσμα αφού διανύσει απόσταση (ΑΒ)=1m να φτάνει στην άκρη του τραπεζιού έχοντας ταχύτητα υ1=2m/s. Στη θέση αυτή η δύναμη καταργείται με αποτέλεσμα το σώμα να φτάνει στο έδαφος (θέση Γ) με ταχύτητα μέτρου υ3=4m/s.  Θεωρούμε ότι η δυναμική ενέργεια του σώματος στο έδαφος είναι μηδενική.
i)  Να βρεθεί η ενέργεια που μεταφέρθηκε στο σώμα, μέσω της δύναμης F, καθώς και η κινητική ενέργεια του σώματος στη θέση Β, τη στιγμή που εγκαταλείπει το τραπέζι.
ii) Μπορείτε να εξηγήσετε, χωρίς άλλους υπολογισμούς, γιατί μεταξύ σώματος και επιφάνειας τραπεζιού εμφανίζεται τριβή;
iii) Να υπολογιστεί η τριβή και ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ σώματος και τραπεζιού.
iv) Η μηχανική ενέργεια του σώματος παραμένει σταθερή στη διάρκεια της διαδρομής:
α)  ΑΒ,           β) ΒΓ,        γ) ΑΓ.
 v) Να βρεθεί το ύψος του τραπεζιού.
Δίνεται g=10m/s2.
ή

Τρίτη, 1 Μαΐου 2018

Μια συνάντηση και οι ενέργειες

 Ένα σώμα Α μάζας m κινείται σε λείο οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα υ1, ενώ ένα δεύτερο σώμα Β, της ίδιας μάζας m, συγκρατείται σε ύψος h, πάνω από το οριζόντιο επίπεδο. Τη στιγμή που το Α σώμα περνά από τη θέση Θ, όπου (ΘΟ)=x=h αφήνουμε το σώμα Β να πέσει, με αποτέλεσμα τα σώματα να συγκρούονται στο σημείο Ο, όπως στο σχήμα.
i) Η ταχύτητα υ1 του Α σώματος συνδέεται με το ύψος h του Β σώματος, με τη σχέση:
α) υ12=2gh,   β) υ12=gh,     γ) 2υ12=gh.
ii) Ο λόγος Κ12 των κινητικών ενεργειών των δύο σωμάτων, ελάχιστα πριν την σύγκρουσή τους, είναι ίσος:
α) Κ12= ¼,    β) Κ12= ½ ,   γ) Κ12= 2,   δ) Κ12= 4.
ή 

Πέμπτη, 26 Απριλίου 2018

Ένα σώμα παίρνει την ανηφόρα


 Ένα σώμα μάζας 2kg ηρεμεί  στη θέση Α ενός λείου οριζοντίου επιπέδου, απέχοντας κατά x=0,5m από τη βάση (σημείο Γ) ενός λείου κεκλιμένου επιπέδου κλίσεως θ. Κάποια στιγμή ασκούμε στο σώμα μια οριζόντια σταθερή δύναμη F, με αποτέλεσμα το σώμα να φτάνει στη θέση Γ με ταχύτητα μέτρου υ1=2m/s. Στη συνέχεια το σώμα συνεχίζει την κίνησή του κατά μήκος του κεκλιμένου, μέχρι να μηδενιστεί στιγμιαία η ταχύτητά του αφού διανύσει απόσταση s=2m (θέση Δ), ενώ η δύναμη F, άλλαξε διεύθυνση, παίρνοντας τη διεύθυνση του επιπέδου, διατηρώντας σταθερό το μέτρο της. Να υπολογιστούν:
i) Η ενέργεια που μεταφέρθηκε στο σώμα μέσω του έργου της δύναμης στη διαδρομή ΑΓ, καθώς και το μέτρο της δύναμης F.
ii) Η γωνία κλίσεως θ του επιπέδου.
iii) Η μέγιστη αύξηση της δυναμικής ενέργειας του σώματος στη διαδρομή ΑΔ και να συγκριθεί με το έργο της δύναμης F.
iv) Μόλις μηδενιστεί η ταχύτητα στη θέση Δ, η δύναμη F παύει να ασκείται στο σώμα. Να βρεθεί η μέγιστη ταχύτητα που αποκτά στη συνέχεια το σώμα.
Δίνεται g=10m/s2.
ή

Ένα σώμα παίρνει την ανηφόρα



Δευτέρα, 16 Απριλίου 2018

Τα έργα των δυνάμεων κατά την άνοδο


 Ένα σώμα μάζας 2kg ηρεμεί  σε κεκλιμένο επίπεδο κλίσεως θ=30°, στη θέση Α, του διπλανού σχήματος.
i)  Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα και να υπολογίσετε την τριβή που δέχεται από το επίπεδο.
ii)  Κάποια στιγμή ασκούμε στο σώμα μια σταθερή δύναμη μέτρου F=25Ν, με αποτέλεσμα να κινηθεί και μετά από λίγο να φτάσει στη θέση Γ, με ταχύτητα υ=3m/s. Η κατακόρυφη απόσταση μεταξύ των σημείων Α και Γ είναι h=1,5m.
α)  Να υπολογίσετε τα έργα της δύναμη F και του βάρους για την μετακίνηση από το Α στο Γ.
β)  Πόσο είναι το αντίστοιχο έργο της τριβής ολίσθησης που ασκείται στο σώμα;
γ)  Να βρεθεί το μέτρο της τριβής ολίσθησης.
δ)  Θα χαρακτηρίζατε την αρχική τριβή (του ερωτήματος i)) ως οριακή τριβή; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
Δίνεται g=10m/s2, ημ30°= ½ , συν30°= √3/2
ή

Τα έργα των δυνάμεων κατά την άνοδο



Δευτέρα, 26 Μαρτίου 2018

Ένας πίνακας για τις τριβές

 Σε κεκλιμένο επίπεδο κλίσεως θ, όπου ημθ=0,6 και συνθ=0,8, τοποθετούμε ένα σώμα μάζας 20kg, στο οποίο ένας άνθρωπος ασκεί μέσω νήματος μια  δύναμη F, παράλληλη με το επίπεδο όπως στο σχήμα. Αν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ σώματος και επιπέδου είναι μ=0,5, ενώ η μέγιστη τιμή της στατικής τριβής (η οριακή τριβή) έχει το ίδιο μέτρο με την τριβή ολίσθησης, να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας, με τις τιμές της ασκούμενης τριβής και της επιτάχυνσης την οποία θα αποκτήσει το σώμα, για διάφορες τιμές της δύναμης F. Για την συμπλήρωση του πίνακα να θεωρήσετε θετική την προς τα πάνω κατεύθυνση κατά μήκος του επιπέδου. Για παράδειγμα μια τριβή μέτρου 2Ν με φορά προς τα πάνω θα γράφεται ως +2Ν, ενώ μια τριβή με φορά προς τα κάτω και μέτρο 6Ν θα συμπληρώνεται ως -6Ν.


F (Ν)
Τ(Ν)
α (m/s2)
0


30


60


120


160


200


240


Να δώσετε σύντομες δικαιολογήσεις για το πώς καταλήξατε στις τιμές που θα γράψετε στον πίνακα.
Δίνεται g=10m/s2.
ή

Ένας πίνακας για τις τριβές



Δευτέρα, 19 Μαρτίου 2018

Η σανίδα και το κιβώτιο

Σε λείο κεκλιμένο επίπεδο ηρεμεί μια σανίδα μάζας m=10kg, δεμένη με νήμα όπως στο σχήμα, παράλληλο προς το κεκλιμένο επίπεδο. Αν η τάση του νήματος έχει μέτρο F1=50Ν:
i)  Να αναλύσετε το βάρος της σανίδας σε δυο συνιστώσες, μια παράλληλη και μια κάθετη στο κεκλιμένο επίπεδο, υπολογίζοντας τα μέτρα τους.
ii) Τοποθετούμε πάνω στη σανίδα ένα κιβώτιο της ίδιας μάζας m, το οποίο αρχίζει να ολισθαίνει προς τα κάτω. Για όσο χρόνο το κιβώτιο βρίσκεται σε επαφή με τη σανίδα, η τάση του νήματος μπορεί να έχει μέτρο:

α) F2=50Ν,   β) 50Ν ≤ F2 < 100Ν,   γ) F2=100Ν,   δ) F2 >100Ν.
Δίνεται g=10m/s2.
ή

Η σανίδα και το κιβώτιο