Πέμπτη, 19 Μαΐου 2016

Τι θα γίνει αν αλλάξουμε τη δύναμη;


Ένα σώμα σύρεται σε οριζόντιο επίπεδο με σταθερή ταχύτητα, με την επίδραση σταθερής οριζόντιας δύναμης F, όπως στο διπλανό σχήμα.
i) Το οριζόντιο επίπεδο είναι λείο ή όχι;
ii) Αν μειώσουμε το μέτρο της ασκούμενης δύναμης στην τιμή F1=F/3, τότε το σώμα θα αποκτήσει επιτάχυνση:
α) Προς τα δεξιά μέτρου F/3m.
β) Προς τα αριστερά μέτρου F/3m
γ) Προς τα δεξιά μέτρου 2F/3m.
δ) Προς τα αριστερά μέτρου 2F/3m
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις.
ή

Τρίτη, 17 Μαΐου 2016

Όταν δεν μετακινείται η ντουλάπα.


Ένας άνθρωπος μάζας m, προσπαθώντας να μετακινήσει μια ντουλάπα, μάζας Μ=1,5m,  την σπρώχνει ασκώντας της οριζόντια δύναμη F1, χωρίς να μπορέσει όμως να την μετακινήσει.
i)   Να σχεδιάστε στην κόλλα σας, σε χωριστά σχήματα, τις  δυνάμεις που ασκούνται:
α) στην ντουλάπα και β) στον άνθρωπο.
ii)  Μεγαλύτερη τριβή από το έδαφος ασκείται:
α) στην ντουλάπα        β) στον άνθρωπο       γ) ασκούνται τριβές ίσου μέτρου.
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
ή



Δευτέρα, 16 Μαΐου 2016

Μια γραμμή ... δύο κινήσεις!


Σώμα μάζας m εκτοξεύεται τη χρονική στιγμή t = 0 από σημείο Α λείου ο
ριζοντίου δαπέδου με ταχύτητα υο = +6 m/s. Ταυτόχρονα τη χρονική στιγμή t = 0 στο σώμα αρχίζει να ασκείται μόνο μία οριζόντια σταθερή δύναμη F1, αντίθετης κατεύθυνσης από την ταχύτητα του σώματος. Στο διπλανό διάγραμμα απεικονίζεται η αλγεβρική τιμή της επιτάχυνσης του σώματος για τα πρώτα 10 s της κίνησής του. Τη χρονική στιγμή t1 = 10 s η κινητική ενέργεια του σώματος είναι ίση με K1 = 196 J.

α. Στο χρονικό διάστημα από 0 ως t1 μειώνεται συνεχώς η ταχύτητα του σώματος; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
β. Πόσο είναι το μέτρο της δύναμης F1;
γ. Πόσο απέχει από το σημείο Α το σώμα τη χρονική στιγμή t1 = 10 s;
δ. Ποια είναι η μέση ταχύτητα του σώματος στο χρονικό διάστημα από 0 ως t1;
ε. Πόση ενέργεια προσφέρει η δύναμη F1 στο χρονικό διάστημα από 0 ως t1;


Η εκφώνηση και η λύση ΕΔΩ

Δύο αχρείαστες μεταβλητές δυνάμεις!



Σώμα μάζας m = 2 kg εκτοξεύεται τη χρονική στιγμή t = 0 από σημείο Α λείου οριζοντίου δαπέδου με ταχύτητα υο = 10 m/s. Ταυτόχρονα τη χρονική στιγμή t = 0 στο σώμα αρχίζουν να ασκούνται στο σώμα δύο οριζόντιες δυνάμεις F1 και F2 αντίθετης κατεύθυνσης και μεταβλητού μέτρου, όπως φαίνεται στο σχήμα. Η τιμή της δύναμης F1 δίνεται από τη σχέση F1 = x + 2  (S.I.), όπου x η μετατόπιση του σώματος από το σημείο Α. Αν το μέτρο της δύναμης F2 είναι κάθε χρονική στιγμή μεγαλύτερο της δύναμης F1 κατά 2 Ν, να βρείτε:
α. Ποια χρονική στιγμή t1 το σώμα σταματά στιγμιαία να κινείται.

β. Πόσο είναι το μέτρο της δύναμης F1 τη στιγμή που το σώμα σταματάει να κινείται;
γ. Πόσο μεγαλύτερο κατά απόλυτη τιμή είναι το έργο της δύναμης F2 σε σχέση με το έργο της δύναμης F1 στο χρονικό διάστημα  από 0 ως t1;
δ. Αν το επίπεδο δεν ήταν λείο και επαναλαμβάναμε τη διαδικασία, ποιος θα έπρεπε να ήταν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ σώματος και δαπέδου για να σταματήσει το σώμα στον μισό χρόνο σε σχέση με αυτόν που χρειάστηκε στο λείο επίπεδο;

Δίνεται η επιτάχυνση της βαρύτητας g = 10 m/s2.

Η εκφώνηση και η λύση ΕΔΩ

Γνωρίζοντας μια δύναμη δεν ξέρω την αλήθεια!


Σώμα μάζας m = 2 kg είναι ακίνητο σε σημείο Α οριζοντίου δα-
πέδου με το οποίο εμφανίζει συντελεστή τριβή ολίσθησης μ = 0,5. Τη χρονική στιγμή t = 0 στο σώμα ασκούνται ταυτόχρονα οι δύο δυνάμεις F1 (οριζόντια) και F2 (κατακόρυφη) του σχήματος, με αποτέλεσμα το σώμα να αρχίζει να κινείται με σταθερή επιτάχυνση α = 2 m/s2. Η δύναμη F2 έχει μεταβλητό μέτρο και δίνεται από τη σχέση F2 = 10x (S.I.), όπου x η μετατόπιση του σώματος από το σημείο Α.

α. Πόση είναι η κινητική ενέργεια του σώματος τη χρονική στιγμή t1 = 2 s;
β. Πόσο είναι το έργο της τριβής για το χρονικό διάστημα από t = 0 ως t1 = 2 s;
γ. Πόση ενέργεια προσφέρθηκε στο σώμα στο χρονικό διάστημα από t = 0 ως t1 = 2 s;
δ. Η δύναμη F1 έχει σταθερό μέτρο; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
Η εκφώνηση και η λύση ΕΔΩ

Κυριακή, 15 Μαΐου 2016

Εναλλαγή στα διαγράμματα.

Σώμα Σ μάζας m που ισορροπεί ακίνητο σε οριζόντιο επίπεδο στην θέση x0 = 0, με το οποίο παρουσιάζει τριβή με συντελεστή τριβής ολίσθησης μ = 0,2, ασκείται οριζόντια δύναμη F της οποίας το μέτρο φαίνεται στο διπλανό διάγραμμα. Το σώμα κατά την διάρκεια της κίνησης του, σε κάποιο χρονικό διάστημα έχει σταθερή την ταχύτητα του. Να υπολογίσετε:
Α. α. την μάζα m του σώματος Σ.
β. την ταχύτητα υ1 την χρονική στιγμή t1 = 3 s.
γ. την κινητική ενέργεια την χρονική στιγμή t2 = 8 s
δ. τον ρυθμό παραγωγής θερμότητας την χρονική στιγμή t3 = 10 s.
Β. Να κατασκευάσετε τα διαγράμματα επιτάχυνσης – χρόνου, ταχύτητας – χρόνου, και δύναμης θέσης.
Δίνεται g = 10 m/s2. Να θεωρήσετε τον συντελεστή οριακής τριβής ίσο με τον συντελεστή τριβής ολίσθησης.

  

Μεταβλητή δύναμη + Μεταβλητή δύναμη = σταθερή ταχύτητα!

Σώμα μάζας m = 3 kg περνάει την χρονική στιγμή t = 0 από σημείο Α οριζοντίου δαπέδου με ταχύτητα υο = 1 m/s. Τη χρονική στιγμή t = 0 στο σώμα ασκούνται ταυτόχρονα οι δύο μεταβλητές δυνάμεις F1 (οριζόντια) και F2 (κατακόρυφη) του σχήματος,  οι τιμές των οποίων μεταβάλλονται σύμφωνα με τις σχέσεις: F1 = 15 – 3x (S.I.) και F2 = 6x (S.I.), όπου x η μετατόπιση του σώματος από το σημείο Α. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ σώματος και οριζοντίου δαπέδου είναι μ = 0,5 και η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι g = 10 m/s2
α. Τι κίνηση κάνει το σώμα;
β. Για πόσο χρονικό διάστημα το σώμα είναι σε επαφή με το έδαφος;
γ. Ποια είναι η μέση ισχύς ...


Η εκφώνηση και η λύση ΕΔΩ

Μια μεταβλητή δύναμη, στη διάρκεια της κίνησης.


Ένα σώμα μάζας m=2kg κινείται ευθύγραμμα, σε λείο οριζόντιο επίπεδο, με σταθερή ταχύτητα υ0 και σε μια στιγμή περνά από τη θέση x=0. Στη θέση αυτή, δέχεται την επίδραση οριζόντιας μεταβλητής δύναμης F, ίδιας κατεύθυνσης με την ταχύτητα, το μέτρο της οποίας μεταβάλλεται σε συνάρτηση με τη θέση x, όπως στο διάγραμμα. Το αποτέλεσμα είναι μετά από λίγο να περνά από τη θέση x1=3m, έχοντας ταχύτητα υ1=4m/s.
i)  Να υπολογιστεί η αρχική επιτάχυνση του σώματος (στη θέση x=0).
ii)  Κατά τη μετακίνηση του σώματος μεταξύ των θέσεων x0=0 και x1=3m, η ταχύτητα του σώματος:
α) αυξάνεται,   β) παραμένει σταθερή,   γ) μειώνεται.
iii) Να υπολογιστεί η ενέργεια που μεταφέρεται στο σώμα, μέσω του έργου της δύναμης F, κατά την παραπάνω μετακίνηση.
iv) Να υπολογιστεί ο στιγμιαίος ρυθμός με τον οποίον μεταφέρεται ενέργεια στο σώμα, τις χρονικές στιγμές που το σώμα περνά από τις θέσεις x0 και x1.
ή




Σάββατο, 14 Μαΐου 2016

Η ισότητα κινητικής και βαρυτικής δυναμικής ενέργειας!

Σώμα μάζας m = 1 kg βρίσκεται ακίνητο σε σημείο Α λείου οριζοντίου δαπέδου. Τη χρονική στιγμή t = 0 στο σώμα αρχίζει να ασκείται κατακόρυφα προς τα πάνω σταθερή δύναμη F. Διαπιστώνεται ότι καθώς το σώμα ανεβαίνει κάθε χρονική στιγμή η κινητική του ενέργεια είναι ίση με τη βαρυτική δυναμική του ενέργεια, θεωρώντας ως επίπεδο μηδενικής βαρυτικής δυναμικής ενέργειας το έδαφος. Αν η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι g = 10 m/s2, να βρείτε:

α. Τη σταθερή επιτάχυνση με την οποία κινείται το σώμα.

β. Το μέτρο της δύναμης F.
γ. Πόση ενέργεια προσφέρεται ...

H εκφώνηση και η λύση ΕΔΩ

Μελετώντας μια χρονική εξίσωση βαρυτικής δυναμικής ενέργειας!



Σώμα μάζας m = 2 kg αφήνεται ελεύθερο από ύψος  h τη
χρονική στιγμή t = 0. Η βαρυτική δυναμική ενέργεια του σώματος σε συνάρτηση με τον χρόνο δίνεται από τη σχέση U = 1.600 – 100t2 (S.I.).



α. Πόση είναι η αρχική μηχανική ενέργεια του σώματος;

β. Πόσο είναι το ύψος h;

γ. Ποια χρονική στιγμή το σώμα φτάνει στο έδαφος;

δ. Το σώμα κινήθηκε με την επίδραση μόνο του βάρους του; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

ε. Να γράψετε τη σχέση ...
Η εκφώνηση και η λύση ΕΔΩ