ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ύλη: Δσνάμεις - Νόμοι ηοσ Νεύηωνα. Σύνηομη Θεωρία

Transcript

1 δύλακε Φσζική Α Λσκείοσ 00-0 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ύλη: Δσνάμεις - Νόμοι ηοσ Νεύηωνα ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΤΜΗΜΑ.. Σύνηομη Θεωρία Δύναμη: Δίλαη ε αηηία πνπ κπνξεί λα παξακνξώζεη έλα ζώκα ή λα ηνπ αιιάμεη ηελ ηλεηηή ηνπ αηάζηαζε. Παραμορώζεις: είλαη νη αιιαγέο ζηα ζρήκαηα ησλ ζσκάησλ. α)ελαζηικές παραμορώζεις: Γηαξνύλ όζν δηαξεί αη ε δύλακε πνπ ηηο πξνάιεζε. Π.ρ. ζπζπείξσζε ειαηεξίνπ, ηέλησκα ηεο ρνξδήο ελόο ηόμνπ,.α β)ανελαζηικές ή μόνιμες παραμορώζεις: Γηαξνύλ αη ανύ ζηακαηήζεη ε επίδξαζε ηεο δύλακεο πνπ ηηο πξνάιεζε. Π.ρ. ηζαιάσκα ραξηηνύ, πιάζηκν πιαζηειίλεο,.α. Νόμος ηοσ Φοσκ (Hook): Οη ειαζηηέο παξακνξώζεηο είλαη αλάινγεο πξνο ηηο αηηίεο πνπ ηηο πξναινύλ. παξακόξσζε Τύποι δσνάμεων: α)γπλάκεηο επαήο, π.ρ. ηξηβή, ηάζε ηνπ λήκαηνο, δπλάκεηο από ειαηήξηα.α β)γπλάκεηο από απόζηαζε, π.ρ. βαξπηηέο, ειεηξηέο, καγλεηηέο.α Φαρακηηριζηικά δύναμης: Η δύλακε είλαη δηαλπζκαηηό κέγεζνο. α)σημείο εαρμογής: είλαη ην ζεκείν ζην νπνίν αζείηαη ε δύλακε. β)διεύσνζη: είλαη ε επζεία ζηελ νπνία βξίζεηαη ην δηάλπζκα ηεο δύλακεο. γ)φορά: δείρλεη πξνο ηα πνύ αζείηαη ε δύλακε. δ)μέηρο: εξάδεη ην κέγεζνο ηεο δύλακεο (ηηκή αη κνλάδα κέηξεζεο). Η δηεύζπλζε αη ε νξά καδί νλνκάδνληαη αηεύζπλζε. Αναπαράζηαζη μιας δύναμης: δηεύζπλζε ζεκείν εαξκνγήο κέηξν νξά Μνλάδα κέηξεζεο (S.I): Ν (Νηνύηνλ) Ίζες δυνάμεις: είλαη νη δπλάκεηο πνπ έρνπλ ίδηα αηεύζπλζε αη ίδην κέηξν. Ανηίεηες δυνάμεις: είλαη νη δπλάκεηο πνπ έρνπλ αληίζεηε αηεύζπλζε αη ίδην κέηξν. Συνιζηαμένη δύν ή πεξηζζνηέξσλ δπλάκεσλ νλνκάδεηαη ε δύλακε πνπ πξναιεί ην ίδην απνηέιεζκα κε όιεο ηηο άιιεο δπλάκεηο καδί. Καλιόζη Όλγα - Φυσικός Σελίδα

2 Φσζική Α Λσκείοσ 00-0 Σύνεζη Δυνάμεων: α)γπλάκεηο κε ίδηα δηεύζπλζε αη νξά (νκόξξνπεο): Η ζπλνιηή ηνπο δύλακε είλαη έλα δηάλπζκα κε κήνο ίζν κε ην άζξνηζκα ησλ κεώλ ησλ δηαλπζκάησλ πνπ πξνζηίζεληαη αη κέηξν ίζν κε ην άζξνηζκα ησλ κέηξσλ ηνπο. νι = + β)δσνάμεις με ίδια διεύσνζη και ανηίεηη ορά (ανηίρροπες): Η ζπλνιηή ηνπο δύλακε είλαη έλα δηάλπζκα κε κήνο ίζν κε ηε δηανξά ησλ κεώλ ησλ δηαλπζκάησλ πνπ πξνζηίζεληαη, αηεύζπλζε ίδηα κε ηε αηεύζπλζε ηεο κεγαιύηεξεο δύλακεο αη κέηξν ίζν κε ηε δηανξά ησλ κέηξσλ ηνπο. νι = - *Η ζπλνιηή δύλακε δύν αληίζεησλ δπλάκεσλ ηζνύηαη κε κεδέλ. γ)δσνάμεις με κάεηες διεσύνζεις: Η ζπλνιηή ηνπο δύλακε έρεη αηεύζπλζε πνπ πξνζδηνξίδεηαη από ηνλ αλόλα ηνπ παξαιιεινγξάκκνπ αη κέηξν πνπ ππνινγίδεηαη κε ην ππζαγόξεην ζεώξεκα. εφφ= ολ γ)δσνάμεις με πλάγιες διεσύνζεις: ολ ολ + εζ= Αλάιπζε δύλακεο ζε ζπληζηώζεο: Σρεδηάδνπκε δύν άζεηνπο άμνλεο ζην ζεκείν εαξκνγήο ηεο δύλακεο. Σηε ζπλέρεηα έξλνπκε από ην ηέινο ηνπ δηαλύζκαηνο ηεο δύλακεο ηηο πξνβνιέο ζηνπο δύν άμνλεο. y x = ζπλ y = εκ x Ιζορροπία δσνάμεων: Γύν ή πεξηζζόηεξεο δπλάκεηο ηζνξξνπνύλ, αλ ε ζπλνιηή ηνπο δύλακε είλαη ίζε κε ην κεδέλ. *Γηα λα ηζνξξνπνύλ ηξεηο δπλάκεηο πξέπεη ε άζε κία από απηέο λα είλαη αληίζεηε ηεο ζπληζηακέλεο ησλ άιισλ δύν. Αδράνεια: είλαη ε ηδηόηεηα ησλ ζσκάησλ λα αληηζηένληαη ζε άζε κεηαβνιή ηεο ηλεηηήο ηνπο αηάζηαζεο. Π.ρ. νη επηβάηεο ελόο ηλνύκελνπ νρήκαηνο πέηνπλ εκπξόο, όηαλ ην όρεκα ζηακαηήζεη απόηνκα,.α. Τν κέηξν ηεο αδξάλεηαο είλαη ε κάδα. Καλιόζη Όλγα - Φυσικός Σελίδα

3 Φσζική Α Λσκείοσ 00-0 ος Νόμος ηοσ Νεύηωνα: Αλ ζε έλα ζώκα ε ζπλνιηή δύλακε είλαη ίζε κε ην κεδέλ, ηόηε ην ζώκα ηζνξξνπεί, δειαδή ή είλαη αίλεην ή ηλείηαη επζύγξακκα αη νκαιά. (ηζρύεη αη αληίζηξνα) ος Νόμος ηοσ Νεύηωνα: Αλ ζε έλα ζώκα ε ζπλνιηή δύλακε δελ είλαη κεδέλ, ηόηε ην ζώκα απνηά επηηάρπλζε πνπ είλαη αλάινγε ηεο ζπλνιηήο δύλακεο πνπ αζείηαη ζην ζώκα αη αληηζηξόσο αλάινγε ηεο κάδαο ηνπ ζώκαηνο. Παξαηεξήζεηο ζην ν λόκν ηνπ Νεύησλα: α)αλ ε ζπλνιηή δύλακε είλαη ζηαζεξή, ηόηε αη ε επηηάρπλζε ζα είλαη ζηαζεξή, νπόηε ην ζώκα εηειεί επζύγξακκε νκαιά κεηαβαιιόκελε ίλεζε. β)γύν ζώκαηα κε ίζεο κάδεο πνπ δέρνληαη δπλάκεηο αη κε >, απνηνύλ επηηαρύλζεηο α αη α, κε α > α. γ)γύν ζώκαηα κε κάδεο m αη m <m, πνπ δέρνληαη ίζεο δπλάκεηο απνηνύλ επηηαρύλζεηο α αη α, κε α < α. Αζκήζεις. Τν ζώκα πνπ αίλεηαη ζην ζρήκα έρεη βάξνο 0Ν αη ηζνξξνπεί δεκέλν κε δύν ζνηληά. Τν έλα από απηά ζρεκαηίδεη γσλία =60 ν κε ηελ αηαόξπν δηεύζπλζε αη ην άιιν είλαη νξηδόληην. Να ππνινγίζεηε ην κέηξν ηεο δύλακεο πνπ αζεί άζε ζνηλί ζην ζώκα.. Μηα ζαίξα βάξνπο 0Ν έρεη ηνπνζεηεζεί ζε ιείν νξηδόληην επίπεδν. Δίλαη δεκέλε κε ζνηλί αληνρήο 5Ν, πνπ ζρεκαηίδεη γσλία =30 ν κε ην νξηδόληην επίπεδν. Να ππνινγίζεηε ηε κέγηζηε δπλαηή ηηκή ηεο νξηδόληηαο δύλακεο γηα ηελ νπνία δελ όβεηαη ην ζνηλί. Πνηα δύλακε ηόηε αζεί ην δάπεδν ζην ζώκα; 3. Τν ζώκα ηνπ ζρήκαηνο έρεη βάξνο 00Ν αη ηζνξξνπεί ζε ιείν πιάγην επίπεδν πνπ ζρεκαηίδεη γσλία =30 ν κε ηελ νξηδόληην δηεύζπλζε.να βξεζεί ε δύλακε πνπ αζείηαη ζην ζώκα από ην λήκα. 4. Η ζαίξα ηνπ ζρήκαηνο έρεη βάξνο Β=8Ν αη αηίλα R=6cm. Τν κήνο ηνπ ζνηληνύ είλαη l=0cm. Τν ζώκα ανπκπά ζε ιείν αηαόξπν ηνίρν. Να ζρεδηαζηνύλ όιεο νη δπλάκεηο ζην ζώκα αη λα ππνινγηζηνύλ ηα κέηξα ηνπο. 5. Α) Σε ζώκα κάδαο m αζείηαη δύλακε αη απνηά επηηάρπλζε α =4m/s. Γηπιαζηάδνπκε ηε κάδα, δηαηεξώληαο ηε δύλακε ζηαζεξή. Πνηα επηηάρπλζε α ζα απνηήζεη ην ζώκα; Καλιόζη Όλγα - Φυσικός Σελίδα 3

4 Φσζική Α Λσκείοσ 00-0 Β ) Έλα ζώκα κάδαο m δέρεηαη ζπλνιηή δύλακε νπόηε απνηά επηηάρπλζε α =3m/s. Έλα ζώκα κε κάδα 6m, δέρεηαη ζπλνιηή δύλακε 8. Πνην είλαη ην κέηξν ηεο επηηάρπλζεο α πνπ ζα απνηήζεη ην ζώκα; 6. Τν παξαάησ ζώκα κάδαο m=4kg ηλείηαη κε ηαρύηεηα 5m/s γηα 5s. Να ππνινγίζεηο: α) ην κέηξν ηεο δύλακεο 3. β) Τε κεηαηόπηζε ηνπ ζηα 5s. γ) Πνηα νξηδόληηα δύλακε πξέπεη λα πξνζζέζνπκε ζην ζώκα ώζηε λα απνηήζεη επηηάρπλζε 4m/s, πξνο ηα δεμηά; =5N =3N 3 7. Έλα αξρηά αίλεην ζώκα κάδαο 5Κg επηηαρύλεηαη ζηαζεξά κε ηελ επίδξαζε ζηαζεξήο δύλακεο δύλακεο =5N γηα ρξνληό δηάζηεκα 4s. Σηα 4s ην ζώκα έρεη κεηαηνπηζηεί αηά 3m. Να ππνινγηζηνύλ: α) Η επηηάρπλζε πνπ απέηεζε ην ζώκα. β) Τν κέηξν ηεο ηξηβήο πνπ αζείηαη ζην ζώκα από ην νξηδόληην δάπεδν. γ) Η ηαρύηεηα ηνπ ζώκαηνο ηε ρξνληή ζηηγκή 4s. 8. Σώκα κάδαο m 5Kg, κεηαβάιιεη ηελ ηαρύηεηα ηνπ ζύκσλα κε ην παξαάησ δηάγξακκα. Να ππνινγηζηνύλ : π(m/s) α. Η επηηάρπλζε ηνπ ζην ρξνληό δηάζηεκα (0 0) sec. β. Η ζπλνιηή δύλακε πνπ δέρεηαη ην ζώκα ζην ρξνληό 40 δηάζηεκα (0 0)sec. γ. Η κεηαηόπηζε ηνπ ζώκαηνο ζην ρξνληό δηάζηεκα (0 0) sec. 0 0 δ. Να γίλνπλ ηα αληίζηνηρα δηαγξάκκαηα κεηαηόπηζεο ρξόλνπ, επηηάρπλζεο ρξόλνπ αη ζπλνιηήο δύλακεο ρξόλνπ. t(s) 9. Σώκα κάδαο m=kg είλαη αίλεην ζηε βάζε ιείνπ ειηκέλνπ επηπέδνπ γσλίαο ιίζεο 30 ν. Σην ζώκα αζείηαη ζηαζεξή δύλακε, κέηξνπ =0Ν παξάιιειε ζην ειηκέλν επίπεδν, κε νξά πξνο ηα πάλσ. Να ππνινγίζεηε ηελ επηηάρπλζε πνπ απνηά ην ζώκα αζώο αη ην ύςνο ζην νπνίν βξίζεηαη όηαλ ε ηαρύηεηα έρεη κέηξν π=5m/s. Γίλεηαη g=0m/s. 0. Έλα ζώκα εηνμεύεηαη από ηε βάζε ιείνπ ειηκέλνπ επηπέδνπ, κε αξρηή ηαρύηεηα κέηξνπ π ν =4m/s. Τν ζώκα ζηακαηάεη ζηηγκηαία ζε απόζηαζε S=,6m από ηε βάζε ηνπ επηπέδνπ.να πξνζδηνξίζεηε ηε γσλία ηνπ ειηκέλνπ επηπέδνπ. Γίλεηαη g=0m/s, ηξηβέο ακειεηέεο.. Έλα ζώκα κε κάδα 4Kg ηλείηαη επζύγξακκα κε ηαρύηεηα π ν =5m/s. Τε ρξνληή ζηηγκή t=0s ζην ζώκα αζείηαη δύλακε =40Ν πνπ ζρεκαηίδεη γσλία κε ην νξηδόληην επίπεδν όπσο αίλεηαη ζην ζρήκα. Μεηά από ρξνληό δηάζηεκα Γt=4s ε ηαρύηεηα ηνπ ζώκαηνο έρεη κέηξν π=3m/s. α) Να ζρεδηαζηνύλ όιεο νη δπλάκεηο πνπ αζνύληαη ζην ζώκα. β) Να ππνινγίζεηο ην κέηξν ηεο επηηάρπλζεο πνπ απνηά ην ζώκα. γ) Να ππνινγίζεηο ην ζπληειεζηή ηξηβήο νιίζζεζεο κεηαμύ ζώκαηνο αη επηπέδνπ. δ) Πόζν κεηαηνπίζηεε ην ζώκα ζηα 4s; Γίλνληαη εκ=0,6, ζπλ=0,8 αη g=0m/s Καλιόζη Όλγα - Φυσικός Σελίδα 4

5 Φσζική Α Λσκείοσ Έλα ζώκα κάδαο m=kg εξεκεί ζε νξηδόληην επίπεδν. Τε ρξνληή ζηηγκή t=0s αζείηαη ζην ζώκα νξηδόληηα δύλακε κέηξνπ =N, ε νπνία ζέηεη ην ζώκα ζε ίλεζε. Τν ζώκα παξνπζηάδεη κε ην νξηδόληην επίπεδν ζπληειεζηή ηξηβήο κ=0,. α) Να ππνινγίζεηο ηελ επηηάρπλζε κε ηελ νπνία ζα ηλεζεί ην ζώκα. β) Να πξνζδηνξίζεηο ηε δύλακε, πνπ πξέπεη λα αζεζεί ζην ζώκα ώζηε ε ίλεζε ηνπ λα κεηαηξαπεί ζε νκαιή. Γίλεηαη g=0m/s. 3. Έλα ζώκα κάδαο m=kg εξεκεί πάλσ ζε νξηδόληην επίπεδν κε ην νπνίν παξνπζηάδεη ζπληειεζηή ηξηβήο νιίζζεζεο κ=0,4 αη νξηαή Τξηβή Τ νξ =0Ν. Τε ρξνληή ζηηγκή t=0s αζείηαη ζην ζώκα νξηδόληηα δύλακε, ηεο νπνίαο ην κέηξν κεηαβάιιεηαη ζύκσλα κε ηε ζρέζε =5 t (S.I.). α) Να βξεηο πνηα ρξνληή ζηηγκή t o ην ζώκα μεηλάεη. Από ηε ζηηγκή ηεο είλεζεο αη κεηά ε δύλακε δηαηεξεί ην κέηξν ηεο ζηαζεξό αη ίζν κε ηελ ηηκή πνπ είρε ηε ζηηγκή ηεο είλεζεο (t o ). Να ππνινγίζεηο ην κέηξν ηεο ηαρύηεηαο ηνπ ζώκαηνο ηε ρξνληή ζηηγκή t=0s. β) Να παξαζηήζεηο γξαηά ηε δύλακε ηεο ηξηβήο ζε ζρέζε κε ην ρξόλν, ζην δηάζηεκα (0-0)s. Γίλεηαη g=0m/s. 4. Έλα ζώκα κε κάδα m=kg γιηζηξάεη ζε νξηδόληην δάπεδν κε επηηάρπλζε κέηξνπ α=0m/s. Σην ζώκα αζνύληαη νη δπλάκεηο αη, όπσο αίλεηαη ζην ζρήκα. Τα κέηξα ησλ δπλάκεσλ είλαη =4N αη =0N. Να ππνινγίζεηο: α) Τελ ηξηβή νιίζζεζεο β) Τν ζπληειεζηή ηξηβήο νιίζζεζεο. Γίλνληαη: εκ=0,6, ζπλ=0,8 αη g=0m/s. 5. Έλα ζώκα αήλεηαη από ηελ νξπή ειηκέλνπ επηπέδνπ γσλίαο ιίζεο =30 ν αη κήνπο s =5m. Τν ζώκα παξνπζηάδεη ζπληειεζηή ηξηβήο κε ην επίπεδν κ = 3 6. Όηαλ ηάλεη ζηε βάζε ηνπ επηπέδνπ ζπλερίδεη ηελ ίλεζε ηνπ ζην νξηδόληην δάπεδν, κε ην νπνίν παξνπζηάδεη ζπληειεζηή ηξηβήο κ =0,. α) Πόζν δηάζηεκα s ζα δηαλύζεη ζην νξηδόληην επίπεδν, κέρξη λα ζηακαηήζεη; β) Σε πόζν ρξόλν από ηε ζηηγκή πνπ μείλεζε ην ζώκα, ζα ζηακαηήζεη; Γίλεηαη g=0m/s. 6. Έλα ζώκα κάδαο m=3kg ανπκπάεη ζε αηαόξπν ηνίρν, κε ηνλ νπνίν παξνπζηάδεη ζπληειεζηή ηξηβήο κ=0,5. Τε ρξνληή ζηηγκή t=0s,αζείηαη ζην ζώκα ζηαζεξή δύλακε, πνπ έρεη κέηξν =0 N αη δηεύζπλζε πνπ ζρεκαηίδεη γσλία =45 ν κε ηνλ ηνίρν όπσο αίλεηαη ζην ζρήκα. Τν ζώκα αξρίδεη λα αλεβαίλεη δηαηεξώληαο ζπλερώο ηελ επαή ηνπ κε ηνλ ηνίρν. Να ππνινγίζεηο ην κέηξν ηεο ηαρύηεηαο πνπ ζα απνηήζεη κεηά από άλνδν h=,8m. Γίλεηαη g=0m/s. 7. Έλα ζώκα εηνμεύεηαη αηά κήνο ειηκέλνπ επηπέδνπ γσλία ιίζεο =45 ν κε νξά πξνο ηα πάλσ αη αξρηή ηαρύηεηα κέηξνπ π ν. Τν ζώκα ζηακαηά ζηηγκηαία αη υο επηζηξέεη ζην ζεκείν εηόμεπζεο κε ηαρύηεηα κέηξνπ. Να ππνινγίζεηο ην 3 ζπληειεζηή ηξηβήο νιίζζεζεο κεηαμύ ζώκαηνο αη επηπέδνπ. Καλιόζη Όλγα - Φυσικός Σελίδα 5