Μεταξύ της τάσης και της ελαστικής παραμόρφωσης ενός σώματος υπάρχει μια απλή σχέση, ο νόμος του Hooke:



Σχετικά έγγραφα
Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου.

mu l mu l Άσκηση Μ3 Μαθηματικό εκκρεμές Ορισμός

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1η ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 24/07/2014

Φυσική (Ε) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 4: Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου. Αικατερίνη Σκουρολιάκου. Τμήμα Ενεργειακής Τεχνολογίας

T 4 T 4 T 2 Τ Τ Τ 3Τ Τ Τ 4

Ελατήριο σταθεράς k = 200 N/m διατηρείται σε κατακόρυφη θέση στερεωμένο στο κάτω άκρο

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Υπολογισμός της σταθεράς ελατηρίου

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ-ΕΛΑΤΗΡΙΟ-ΚΡΟΥΣΗ. Σε όσες ασκήσεις απαιτείται δίνεται επιτάχυνση βαρύτητας g=10 m/s 2.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 24/09/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. ελαστική β. ανελαστική γ. πλαστική δ. έκκεντρη

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

Εκφώνηση 1. α). β). γ). Επιλέξτε τη σωστή πρόταση και αιτιολογείστε.

Διαγώνισμα Φυσικής Προσανατολισμού Γ Λυκείου. Ταλαντώσεις. Θέμα Α

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ)

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΕ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΑΡΓΟΤΕΡΑ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΤΑΡΓΗΘΕΙ.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Σύνθεση ή σύζευξη ταλαντώσεων;

γ. Πόση επιτάχυνση θα έχει το σώμα τη στιγμή που έχει απομάκρυνση 0,3 m;

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

ΛΥΣΕΙΣ. Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Σωλήνας U

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.1: ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ) 1ο σετ - Μέρος Β ΘΕΜΑ Β

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) 2ο set - μέρος Α - Απαντήσεις ΘΕΜΑ Β

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΑΥΓΟΥΣΤΟΥ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 5

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 22 / 04 / ΘΕΜΑ Α Α1. α, Α2. α, Α3. β, Α4. γ, Α5. α. Σ, β. Σ, γ. Λ, δ. Σ, ε. Λ.

ΘΕΜΑ Α A1. Στις ερωτήσεις 1 9 να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση, χωρίς να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ ΜΕ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ ΜΕΡΟΣ 2. έχει το φυσικό του μήκος και η πάνω άκρη του είναι δεμένη σε σταθερό σημείο.

Στα ερωτήματα 1,2.3,4 του ζητήματος αυτού μια πρόταση είναι σωστή να την κυκλώσετε)

ιαγωνισµός Ξανθόπουλου 2012 Μονάδες 3

2 ο Διαγώνισμα Γ Λυκείου

Όλα τα θέματα των πανελληνίων στις μηχανικές ταλαντώσεις έως και το 2014 ΣΑΛΑΝΣΩΕΙ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΣΑΛΑΝΣΩΗ ΒΑΙΚΕ ΕΝΝΟΙΕ. Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Απλή αρμονική ταλάντωση Κρούσεις

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 13/11/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 22 / 04 / 2018

Φροντιστήρια Εν-τάξη Σελίδα 1 από 6

Τηλ./Fax: , Τηλ: Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης 3, 1

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Κρούσεις-Ταλαντώσεις-Κύματα

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 7

Ένα σώμα κινείται πάνω σε μια λεία επιφάνεια, υπό την επίδραση πλάγιας δύναμης όπως το σχήμα

Ονοματεπώνυμο: Επιμέλεια διαγωνίσματος: Αξιολόγηση :

Ε ρ ω τ ή σ ε ι ς σ τ ι ς μ η χ α ν ι κ έ ς τ α λ α ν τ ώ σ ε ι ς

Φυσική για Μηχανικούς

1. Σώμα που συγκρούεται ανελαστικά με άλλο σώμα δεμένο στο άκρο οριζοντίου ελατηρίου.

Ομαλή Κυκλική Κίνηση 1. Γίνεται με σταθερή ακτίνα (Το διάνυσμα θέσης έχει σταθερό μέτρο και περιστρέφεται γύρω από σταθερό σημείο.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 02/10/2016 ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 3 ΩΡΕΣ ΘΕΜΑ Α

ΠΕΝΤΕΛΗ ΒΡΙΛΗΣΣΙΑ. 1. Ένα σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Αν διπλασιάσουμε το πλάτος της

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 25/09/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

1. Η απομάκρυνση σώματος που πραγματοποιεί οριζόντια απλή αρμονική ταλάντωση δίδεται από την σχέση x = 0,2 ημ π t, (SI).

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Τζιόλας Χρήστος

απόσβεσης, με τη βοήθεια της διάταξης που φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Η σταθερά του ελατηρίου είναι ίση με k = 45 N/m και η χρονική εξίσωση της

1ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Τετάρτη 12 Αυγούστου 2015 Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις. Ενδεικτικές Λύσεις - Οµάδα Α.

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κρούσεις - Αρµονική Ταλάντωση Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΠΕΝΤΕΛΗ. Κτίριο 1 : Πλ. Ηρώων Πολυτεχνείου 13, Τηλ / Κτίριο 2 : Πλ. Ηρώων Πολυτεχνείου 29, Τηλ ΒΡΙΛΗΣΣΙΑ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ταλαντώσεις. =+ και έχει θετική ταχύτητα. Να γραφεί η εξίσωση κίνησης του.

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. Αν η κρούση της σφαίρας με τον κατακόρυφο τοίχο είναι ελαστική, τότε ισχύει:. = και =.. < και =. γ. < και <. δ. = και <.

5. Το διάγραμμα του σχήματος παριστάνει την ταχύτητα ενός σώματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σε συνάρτηση με τον χρόνο.

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο και 5 ο

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

Εργαστηριακή Άσκηση 4 Προσδιορισμός του μέτρου στρέψης υλικού με τη μέθοδο του στροφικού εκκρεμούς.

Κεφάλαιο 10: Νόμος του Hooke-Αρμονική ταλάντωση σπειρoειδούς ελατηρίου

Μια κρούση και τα έργα της δύναμης του ελατηρίου

Θέματα Παγκύπριων Εξετάσεων

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Η ενέργεια ταλάντωσης ενός κυλιόμενου κυλίνδρου

7. Ένα σώμα εκτελεί Α.Α.Τ. Η σταθερά επαναφοράς συστήματος είναι.

3ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 21 Σεπτέµβρη 2014 Το σύστηµα Ελατηρίου - Μάζας / Κρούσεις. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΑ 5 ΚΑΙ 1 (ΚΡΟΥΣΕΙΣ - ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ) ΚΥΡΙΑΚΗ 15 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ 3

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ 24 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

1. Ένα σώμα εκτελεί ΑΑΤ πλάτους Α. Η ταχύτητα του σώματος:

2ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 14 Σεπτέµβρη 2014 Το σύστηµα Ελατηρίου - Μάζας / Κρούσεις. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

Ημερομηνία: Παρασκευή 27 Οκτωβρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ (23 ΠΕΡΙΟΔΟΙ)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 25/09/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΚΑΙ ΚΡΟΥΣΗ

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω προτάσεις Α1 Α5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 2 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2018: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Α1 γ, Α2 γ, Α3 β, Α4 α, Α5 α Σ, β Λ, γ Λ, δ Σ, ε Λ. άρα. p. Έχοντας ίσες μάζες

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΟΡΟΣΗΜΟ. 1ο Κριτήριο αξιολόγησης στα κεφ Θέμα 1. Κριτήρια αξιολόγησης Ταλαντώσεις - Κύματα.

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ στις αμείωτες μηχανικές ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ- ΚΡΟΥΣΕΙΣ (1) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ

Ταλαντώσεις - Λύσεις

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Υπολογισμός της σταθεράς του ελατηρίου

1ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Τετάρτη 12 Αυγούστου 2015 Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις. Ενδεικτικές Λύσεις - Οµάδα Β.

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ-ΚΥΜΑΤΑ-ΚΡΟΥΣΕΙΣ

Σύνολο Σελίδων: έξι (6) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

Φυσική για Μηχανικούς

ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΠΛΑΓΙΑ ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΚΡΟΥΣΗ ΚΑΙ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Διαγώνισμα στη Φυσική Θετικού Προσανατολισμού στα κεφάλαια Ταλαντώσεις-κρούσεις κύματα και Doppler. Κυριακή

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Α5. α. Λάθος β. Λάθος γ. Σωστό δ. Λάθος ε. Σωστό

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript:

Άσκηση Μ Σπειροειδές ελατήριο Νόμος του Hooe και εξίσωση δυνάμεων Μεταξύ της τάσης και της ελαστικής παραμόρφωσης ενός σώματος υπάρχει μια απλή σχέση, ο νόμος του Hooe: Οι ελαστικές τάσεις και οι παραμορφώσεις είναι ανάλογες. Ειδικά, αν η εφαρμοζόμενη τάση (δύναμη ανα εμβαδόν) μηδενιστεί, τότε η παραμόρφωση εξαφανίζεται, δηλαδή το σώμα επιστρέφει στην αρχική του μορφή. Ο νόμος του Hooe είναι ένας εμπειρικός νόμος με περιορισμένη περιοχή ισχύος, και αυτό γιατί είναι σωστός μόνο σε μικρές παραμορφώσεις. Για ένα σύρμα π.χ., με μήκος l, η διατομή S, στο οποίο εφαρμόζεται η δύναμη F, συνεπώς η τάση F S, πειραματικά διαπιστώνεται ότι η επιμήκυνση είναι L * * L E S F E * * L L Όπου Ε είναι μια υλική σταθερά που καλείται μέτρο ελαστικότητας. Κατά την επιμήκυνση ενός σπειροειδούς ελατηρίου, το υλικό καταπονείται προπαντός στρεπτικά. Οι ελαστικές ιδιότητες του ελατηρίου αυτού καθορίζονται, εκτός από τις γεωμετρικές διαστάσεις του, από το μέτρο της στρέψης του υλικού. Επ αυτού, μεταξύ της σταθεράς Κ του ελατηρίου, της διαμέτρου του σύρματος d, της μέσης διαμέτρου των σπειρών D, του αριθμού των σπειρών N και του μέτρου στρέψης G ισχύει η σχέση: 4 d K G * 8ND Η εφαρμοζόμενη στο ελατήριο εξωτερική δύναμη F προκαλεί την επιμήκυνση του ελατηρίου και ξεκινάει την δύναμη επαναφοράς, η οποία σχετίζεται άμεσα με την ίδια την επιμήκυνση και με την σταθερά του ελατηρίου Κ. Δι αυτού προκύπτει η σχέση: F K * x Η δύναμη αυτή αποτελεί το ένα σκέλος της εξίσωσης δυνάμεων. Το δεύτερο σκέλος είναι σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του NEWTON - F * x Σύμφωνα με τις σχέσεις F K * x και F * x, για την εξίσωση δυνάμεων * x K * x λαμβάνεται: K x * x 0 Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι η δύναμη επαναφοράς ισούται με το αρνητικό γινόμενο της σταθεράς του ελατηρίου επί την απόσταση της επιμήκυνσης. Η δύναμη αυτή

αποτελεί το ένα σκέλος της εξίσωσης των δυνάμεων. Το δεύτερο σκέλος είναι σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Newton: F x Συνεπώς, από τις σχέσεις F x, για την εξίσωση δυνάμεων λαμβάνεται: F x x x x x 0 Εξίσωση κίνησης Η εξίσωση κίνησης, x = f(t) προκύπτει από την λύση της εξίσωσης δυνάμεων * x K * x K x * x 0 και είναι μια διαφορική εξίσωση, η οποία στο Α εξάμηνο δεν μπορεί να λυθεί, επειδή δεν έχουμε τις σχετικές μαθηματικές γνώσεις. Μπορεί να λυθεί με έναν πλάγιο τρόπο, ο οποίος συνίσταται στην λύση της Αρχής Διατήρησης της Ενέργειας. Γι αυτήν ισχύει: K * u * x E όπου Ε είναι η ολική ενέργεια, η οποία προκύπτει όταν u = 0 και x = K x. Επομένως ισχύει: E * x * E K από την σχέση x * ( * t 0 ) η κυκλική συχνότητα είναι: K Από την παραπάνω σχέση της κυκλικής συχνότητας, για την περίοδο της ταλάντωσης θα προκύπτει: T * K Συνεπώς μια μάζα, η οποία στερεώνεται στο ελεύθερο άκρον ενός κατακόρυφα αναρτημένου ελατηρίου και στην οποία δίδεται μια ορισμένη ορμή, εκτελεί μια αρμονική ταλάντωση γύρω από την θέση ισορροπίας. Το μέγεθος Φ0 είναι μια σταθερά ολοκλήρωσης και καθορίζει την απομάκρυνση x της μάζας από την θέση ισορροπίας την στιγμή της έναρξης της κίνησης. Ενεργός μάζα Όταν στο ελεύθερο άκρο του ελατηρίου δεν στηρίζεται κανένα σώμα, δηλαδή όταν έχουμε μηδενική μάζα ( = 0), τότε και η περίοδος της ταλάντωσης είναι μηδέν (T = 0). Το πόρισμα αυτό όμως δεν είναι σωστό, αφού και το ίδιο το ελατήριο έχει μάζα. Άρα η μάζα του ελατηρίου Me θα πρέπει να ληφθεί υπόψιν. Για την απόδειξη της ενεργούς συμμετοχής της μάζας του ελατηρίου στην ταλάντωση, ισχύει η Αρχή Διατήρησης της

Ενέργειας, σύμφωνα με την οποία το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας θα πρέπει να είναι σταθερό. x Η δυναμική ενέργεια του εκκρεμούς στην θέση x είναι : E xax * x 0 Η κινητική ενέργεια αποτελείται από δύο συνιστώσες, την κινητική ενέργεια του αναρτημένου σώματος και την κινητική ενέργεια του ελατηρίου. Επομένως ισχύει: E * u E, E Για τον υπολογισμό της κινητικής ενέργειας του ίδιου του ελατηρίου, θεωρούμε το ελατήριο διαιρεμένο σε πολλά μικρά κομμάτια μάζας dme, στα οποία αντιστοιχεί το μήκος dl. Εφόσον η μάζα του σώματος έχει μετατοπιστεί από την θέση ισορροπίας κατά x και εφόσον η απόσταση του στοιχείου μάζας dme από το σημείο ανάρτησης είναι L, τότε το σημείο αυτό θα εκτραπεί από την θέση ισορροπίας του κατά μια απόσταση η οποία θα ισούται με το πηλίκο της απόστασης κατά την οποία έχει μετατοπιστεί η μάζα του σώματος (x) προς την απόσταση του στοιχείου μάζας dme από το σημείο ανάρτησης (L). Έτσι, για την ολική ενέργεια του εκκρεμούς, προκύπτει: E * u * * u * x ( )* u Συνεπώς, στην ταλάντωση το ελατήριο συμμετέχει με το της μάζας του. Η μάζα αυτή καλείται ενεργός μάζα του ελατηρίου και είναι: Τροποποιημένες σχέσεις E Το γεγονός ότι στην ταλάντωση συμμετέχει και η ενεργός μάζα του ελατηρίου, συνεπάγεται την τροποποίηση της εξίσωσης συνάμεων, της εξίσωσης κίνησης, της κυκλικής συχνότητας και δι αυτού και της περιόδου ταλάντωσης. Από την παραγώγηση της ολικής ενέργειας ως προς τον χρόνο προκύπτει η τροποποιημένη εξίσωση δυνάμεων: ( )* x x 0

* E K Αντί της εξίσωσης x * ( * t 0 ) για την συγκεκριμένη εξίσωση πλέον E ισχύει: x * ( * t 0 ) T E 4 * E και επομένως: E και Από την τελευταία σχέση, φαίνεται ότι η συνάρτηση T προκύπτει σε = 0 T 4 * F( ) είναι ευθεία. Επομένως Στο σημείο αυτό, η ευθεία τέμνει τον άξονα dt 4e d 4e dt d T. Απεναντίας, όταν Τ = 0 τότε προκύπτει: Σχήμα Υπολογισμός της ενεργούς μάζας και της σταθεράς Από την παραπάνω σχέση, φαίνεται καθαρά, ότι η ενεργός μάζα δεν επηρρεάζει την σταθερά του ελατηρίου. Με γνωστή την ενεργό μάζα ο προσδιορισμός της σταθεράς του ελατηρίου είναι μια εύκολη υπόθεση. Το ίδιο ισχύει και αντίστροφα. Στις περιπτώσεις αυτές, το κάθε φορά άγνωστο μέγεθος, υπολογίζεται π.χ. με την βοήθεια της σχέσης ( )* x x 0 μετρώντας την επιμήκυνση x. Έτσι για προκύπτει: ( )* g x και αντίστοιχα για την σταθερά του ελατηρίου: g x

Διχοτόμηση και σταθερά ελατηρίου Η σταθερά του ελατηρίου εξαρτάται, εκτός από το υλικό του κατασκευαστή, και από το μήκος του ελατηρίου. Σε ένα ελατήριο με K και L εφαρμόζευαι μια δυναμη F, η οποία επιμηκύνει το ελατήριο κατά απόσταση x. Το μισό μέρος του ελατηρίου επιμηκύνεται X επομένως κατά X. Αυτό σημαίνει ότι η δύναμη F εφαρμόζεται πλήρως σε κάθε σημείο του ελατηρίου. Αν τώρα το ελατήριο διχοτομηθεί, εφαρμόζοντας και πάλι την ίδια δύναμη, η δύναμη αυτή θα ισούται με το γινόμενο της σταθεράς του ελατηρίου επί την X απόσταση επιμήκυνσης. Και επειδή έχουμε X, θα έχουμε K K Συνεπώς, με την διχοτόμηση του ελατηρίου, η σταθερά του ελατηρίου διπλασιάζεται. Με τον τεμαχισμό του ελατηρίου σε n μέρη, η σταθερά του ενός μέρους ισούται με K n* K. Το ίδιο αποτέλεσμα λαμβάνεται και με την βοήθεια της δυναμικής ενέργειας. n Το ελατήριο μήκους L και σταθεράς K επιμηκύνεται κατά X. Η αντίστοιχη δυναμική KX ενέργεια είναι ίση με E. Τώρα το ελατήριο διχοτομείται σε δύο ίσα μέρη. Στο ένα μέρος από αυτά εφαρμόζεται μια τέτοια δύναμη, ώστε η επιμήκυνση να ισούται με X X. Το ίδιο γίνεται και στο δεύτερο μέρος του ελατηρίου, ώστε η ολική μετατόπιση να ισούται με X. Το καινούριο μισό ελατήριο έχει μια δυναμική ενέργεια, η οποία ισούται με το μισό της δυναμικής ενέργειας του αρχικού ελατηρίου. Πρακτικό μέρος. Ζύγισμα του ελατηρίου και υπολογισμός της ενεργούς μάζας. Μέτρηση του μήκους 0 l του ελατηρίου σε οριζόντια θέση. Μετρήσεις της επιμήκυνσης και αξιολόγηση..τοποθέτηση μαζών στο ελεύθερο άκρο του ελατηρίου και μέτρηση της επιμήκυνσης σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα

.. Κατασκευή γραφήματος σύμφωνα με την σχέση ( ) * x x 0 => g x g F x g Σαν τεταγμένη επιλέγεται η δύναμη F και σαν τεμτημένη η επιμήκυνση x Υπολογισμός τηε ενεργούς μάζας από την τομή της ευθείας με τον άξονα F και σε γνωστή σταθερά του ελατηρίου Κ από την τομή με τον άξονα x Υπολογισμός της σταθεράς του ελατηρίου από την κλίση της ευθείας. Ισχύει df dx 4. Μετρήσεις της περιόδου και αξιολόγηση 4..Τοποθέτηση μαζών στο ελεύθερο άκρο του ελατηρίου, ταλάντωση του συστήματος και μέτρηση της περιόδου σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα (το πλάτος της ταλάντωσης να μην υπερβαίνει το 0) 4..Κατασκευή γραφήματος σύμφωνα με την σχέση K K και το σχήμα Υπολογισμός της σταθεράς του ελατηρίου από την κλίση του γραφήματος Υπολογισμός της ενεργούς μάζας από τις τομές του γραφήματος με τους άξονες. T και 5. Σύγκριση αποτελεσμάτων 5..Σύγκριση των τιμών για την σταθερά του ελατηρίου των δύο γραφημάτων. 5..Σύγκριση των τιμών για την ενεργό μάζα των δύο γραφημάτων (4 τιμές) και της ζύγισης 6. Μέτρο στρέψης Μέτρηση του αριθμού σπειρών N του ελατηρίου, της διαμέτρου d του σύρματος και της διαμέτρου D των σπειρών Υπολογισμός του μέτρου στρέψης σε γνωστή σταθερά ελατηρίου Κ σύμφωνα με την 4 d σχέση G 8 ND