Μηχανική Στερεού Σώματος. Κόβοντας τα Νήματα

Σχετικά έγγραφα
ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Άσκηση 1. (Κινητική ενέργεια λόγω περιστροφής. Έργο και ισχύς σταθερής ροπής)

Μηχανική Στερεού Σώματος

ιονύσης Μητρόπουλος Ζ Ο

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Β ΛΥΚΕΙΟΥ (ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/03/2017 (ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ) ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

3.6. Σύνθετα θέματα στερεού. Ομάδα Δ.

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

[1kgm 2, 5m/s, 3,2cm, 8rad/s][1kgm 2, 5m/s, 3,2cm, 8rad/s]

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΑΥΕΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/03/2014

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/03/2014

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Β ΛΥΚΕΙΟΥ (ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/03/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 (ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ) ΚΥΡΙΑΚΗ 15 ΜΑΡΤΙΟΥ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ 5

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ

το άκρο Β έχει γραμμική ταχύτητα μέτρου.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΕΡΕΟ. ΘΕΜΑ Α (μοναδες 25)

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

Το έργο και η ισχύς της δύναμης

Για τις παραπάνω ροπές αδράνειας ισχύει: α. β. γ. δ. Μονάδες 5

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Τζιόλας Χρήστος. και Α 2

1 η ΑΣΚΗΣΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΚΦΩΝΗΣΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ [Υποκεφάλαιο 4.2 Οι κινήσεις των στερεών σωμάτων του σχολικού βιβλίου]

Διαγώνισμα Μηχανική Στερεού Σώματος

Το νήμα δεν ολισθαίνει στο αυλάκι της τροχαλίας και είναι συνεχώς τεντωμένο. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα.

Μηχανική Στερεού Ασκήσεις Εμπέδωσης

γ) το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας του δίσκου τη στιγμή κατά την οποία έχει ξετυλιχθεί όλο το σχοινί.

% ] Βαγγέλης Δημητριάδης 4 ο ΓΕΛ Ζωγράφου

Αναβατόριο με διπλή τροχαλία.

ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ. Α. Όταν ένα σώμα ολισθαίνει πάνω σε μια μη λεία οριζόντια επιφάνεια,

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Θέμα Α. 1. β 2. α 3. γ 4. β 5. Λ,Λ,Λ,Λ,Λ.

Μια διπλή τροχαλία. «χωμένη» στο έδαφος και στο τέλος ολισθαίνει.

3.3. Δυναμική στερεού.

2) Ομογενής δίσκος μάζας m και ακτίνας R κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει πάνω σε οριζόντιο

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

10 ο Μάθημα Δυναμική Περιστροφικής κίνησης. Δυναμική περιστροφής γύρω από ακλόνητο άξονα Περιστροφή γύρω από κινούμενο άξονα

ΘΕΜΑ Α Ι. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΗ. α) έχουν κάθε χρονική στιγμή την ίδια οριζόντια συνιστώσα ταχύτητας, και την ίδια κατακόρυφη συνιστώσα ταχύτητας.

Παίζοντας με ένα γιο γιο

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 5o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ - ΘΕΜΑΤΑ

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Άσκηση 1. (Ροπή αδράνειας - Θεμελιώδης νόμος στροφικής κίνησης)

Ομογενής δίσκος ροπής αδράνειας, με μάζα και ακτίνας θα χρησιμοποιηθεί σε 3 διαφορετικά πειράματα.

ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ A. Όταν ένα σώμα ισορροπεί η συνισταμένη των δυνάμεων είναι ίση με μηδέν. Πρέπει

Σύνθεση ανάλυση δυνάμεων

Physics by Chris Simopoulos

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ A. Όταν ένα σώμα ισορροπεί η συνισταμένη των δυνάμεων είναι ίση με μηδέν. Πρέπει

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : OKTΩΒΡΙΟΣ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 3: ΡΟΠΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ - ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΝΟΜΟΣ ΣΤΡΟΦΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ

Ασκήσεις. Φυσική Γ Λυκείου - Μηχανική στερεού σώματος

Οι τροχαλίες θεωρούνται κυλινδρικά σώµατα µε ροπή αδράνειας ως προς τον άξονα περιστροφής τους I. = mr και g=10m/s 2.

Αρχή 1 ης Σελίδας ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 28 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ

ΦΥΣΙΚΗ Β'Λ προετ. Γ'Λ

ΦΥΣΙΚΗ Β'Λ προετ. Γ'Λ

Διαγώνισμα: Μηχανική Στερεού Σώματος

Θέμα 1ο Να σημειώσετε τη σωστή απάντηση σε καθεμία από τις παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΤΩΣΗ

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Ι Φυσικής Γ Λυκείου

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

γ) το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας του δίσκου τη στιγμή κατά την οποία έχει ξετυλιχθεί όλο το σχοινί.

Για τις παραπάνω ροπές αδράνειας ισχύει: α. β. γ. δ. Μονάδες 5

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: Κινήσεις στερεών, ροπή αδράνειας, ισορροπία στερεού

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού - µέρος Ι Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 5 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2017: ΘΕΜΑΤΑ

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. (Θέμα Δ) Άσκηση 2. (Κύλιση χωρίς ολίσθηση, σχέση υ cm και ω, σχέση α cm και a γων )

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Γʹ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΤΡΙΤΗ 18 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2017 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

Μια κινούμενη τροχαλία.

ΟΡΟΣΗΜΟ >Ι 3. δ. Ι Οι τροχοί (1) και (2) του σχήματος είναι ίδιοι. Τότε: και Ι 2

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

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ

Φυσική Α Λυκείου. Καραβοκυρός Χρήστος

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Μηχανική Στερεού Σώματος. Τετάρτη 12 Απριλίου Θέμα 1ο

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΘΕΜΑ Γ, Δ. γ. 0,3 m δ. 112,5 rad] 3. Η ράβδος του σχήματος περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή

Ισορροπία στερεού Ποιες είναι οι δυνάμεις που ασκούνται; Ένας Κύλινδρος Πάνω σε μια Σφήνα. Υλικό Φυσικής Χημείας

ΕΡΓΟ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ - ΙΣΧΥΣ

Έργο-Ενέργεια Ασκήσεις Έργου-Ενέργειας Θεώρηµα Μεταβολής της Κινητικής Ενέργειας. ΘΜΚΕ Μεταβλητή δύναµη και κίνηση

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΘΕΜΑ Α Ι. Α1.Β Α2.Γ Α3. Α Α4. Α ΙΙ. 1.Σ 2.Σ 3.Λ 4.Σ 5. Λ

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 6

Δ3. Ο χρόνος από τη στιγμή που η απόστασή τους ήταν d μέχρι τη στιγμή που ακουμπά η μία την άλλη. Μονάδες 6

ΘΕΜΑΤΑ : ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 23/2/2014 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΚΕΦΑΛΑΙΑ 3-4

Ισορροπία - Γ Νόμος Newton. 1) Να συμπληρώσετε τον πίνακα για κάθε αλληλεπίδραση. Τριβές αμελητέες. Σ1 Σ2 N S Ν S

F Στεφάνου Μ. 1 Φυσικός

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤ. & ΤΕΧΝ. ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

υ r 1 F r 60 F r A 1

Γιο Γιο σε Τροχαλία και μια Ολίσθηση που μετατρέπεται σε Κύλιση

Β) Μέχρι τη στιγµή t 1 που ξετυλίγεται όλο το νήµα, Β-1) Κατά πόσο διάστηµα x έχει µετατοπιστεί ο κύλινδρος, πόση ενέργεια

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ο.Ε.Φ.Ε.

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ

Physics by Chris Simopoulos

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ. Δίνεται ότι η ροπή αδράνειας του δίσκου ως προς τον άξονα Κ είναι Ι= M R

Επαναληπτική άσκηση: Περιστροφή Κρούση - Κύλιση με ολίσθηση

ΘΕΜΑ Α Α. Στις ερωτήσεις 1-5 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση

ΟΕΦΕ 2009 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 5 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2018: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Σχέση μεταξύ της τριβής ( οποιασδήποτε μορφής ) και της δύναμης F

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΣΤΕΡΕΟΥ 1. ΘΕΜΑ Α Στις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α.5 να σημειώσετε την σωστή απάντηση

ΘΕΜΑΤΑ.

( ) υ υ. ΘΕΜΑ Α Α1 - α Α2 - α A3 - α Α4 - γ Α5 α - Λάθος, β - Σωστό, γ - Λάθος, δ - Λάθος, ε - Σωστό.

Transcript:

όβοντας τα Νήματα Με τη βοήθεια ενός νήματος συγκρατούμε ακίνητο το σύστημα του διπλανού σχήματος που αποτελείται από M μία τροχαλία ένα σώμα και έναν M κύλινδρο. Το νήμα είναι αβαρές και μη εκτατό, παράλληλο στο κεκλιμένο επίπεδο και δε γλιστράει στο αυλάκι της τροχαλίας. Το νήμα είναι συνδεδεμένο στο κέντρο του κυλίνδρου ενώ δεν είναι τυλιγμένο γύρω από την τροχαλία. Η τροχαλία και ο κύλινδρος έχουν ίδια μάζα M =Μ =Μ=kg και ίδια ακτίνα =0. Η τροχαλία είναι στερεωμένη στο κέντρο της και μπορεί να στρέεται περί τον άξονά της χωρίς τριβές. Το βαρίδι έχει αρχικά μάζα και το κεκλιμένο επίπεδο έχει γωνία βάσης =30. Αρχικά το σύστημα ισορροπεί με τα σώματα ακίνητα. i) Να υπολογίσετε την μάζα του βαριδίου, ώστε το σύστημα να ισορροπεί. Αντικαθιστούμε το βαρίδι με άλλο μάζας =6kg και το αήνουμε ελεύθερο οπότε ο κύλινδρος αρχίζει να κυλάει προς τα πάνω, χωρίς να ολισθαίνει. ii) Να βρεθούν οι επιταχύνσεις των σωμάτων κατά την κίνησή τους. iii) Να βρεθεί η οριζόντια και η κατακόρυη συνιστώσα της δύναμης που δέχεται η τροχαλία από τον άξονα στήριξης. Τη στιγμή που ο κύλινδρος έχει μετακινηθεί κατά S=0 κόβουμε το σχοινί μεταξύ του κυλίνδρου και της τροχαλίας. iv) Να βρεθεί ο λόγος της κινητικής ενέργειας του σώματος προς την κινητική ενέργεια του κυλίνδρου 0,6sec αργότερα μετά το κόψιμο του νήματος. v) Να βρεθεί ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας του κυλίνδρου,s μετά το κόψιμο του νήματος. vi) Αν το νήμα ήταν αρχικά τυλιγμένο πολλές ορές στην τροχαλία με τέτοιο τρόπο ώστε όταν το σύστημα αηνόταν ελεύθερο να κινηθεί, να τυλίγεται στην τροχαλία εξαιτίας της κίνησης του κυλίνδρου και να ξετυλίγεται εξαιτίας της κίνησης του σώματος, να βρείτε το λόγο της κινητικής ενέργειας του σώματος τροχαλία προς την κινητική ενέργεια του κυλίνδρου 0,6sec αργότερα, μετά το κόψιμο του νήματος που συνδέει τον κύλινδρο και την τροχαλία. Δίνονται : Για τον κύλινδρο και την τροχαλία, I, g =0/s www.likonet.gr

Απάντηση i. Από την ισορροπία του κυλίνδρου προκύπτει: 0τ τ 0 () w 0 0 T 0 ( ) տ F 0 w gημ στ x x 0 ( ) T T w, T w T w w x x Επειδή το νήμα είναι αβαρές Τ = Τ και Τ = Τ Από την ισορροπία της τροχαλίας προκύπτει: ( ) ( ) 0τ τ 0 0 0 Από την ισορροπία του σώματος προκύπτει: ( ) F 0 w T kg, ii. Επειδή το σχοινί είναι μη εκτατό όλα τα σημεία του έχουν ίδιο μέτρο ταχύτητας. Επιπλέον επειδή η τροχαλία και ο κύλινδρος έχουν ίσες ακτίνες θα έχουν και ίδιο μέτρο γωνιακής ταχύτητας. υ Α =υ =υ Γ, υ, =ω =υ, ω T T Γ υ w T ω T Α w x T στ w w υ x ω =ω =υ ω=υ και α γ =α () Για τον κύλινδρο M ( ) տ F M a T w T M x x () ( ) () τ w τ 0 M M M (3) 3 3 3 () (3) T w x M T w x M T =Mgημ+ Mα (4) Επειδή το νήμα είναι αβαρές Τ = Τ και Τ = Τ (5) www.likonet.gr

Για την τροχαλία M ( ) (5) ( ) ( ) τ τ ( ) (6) Για το σώμα ( ) F 0 w T g (4) 3 3 (6) g α Mgημ Mα = Μα g Mgημ= Μα Mα α (7) 3 ( Mημ)g ( M ημ)g= Μ M α α α 5 / s 0.5Μ,5M iii. Από τη σχέση (4) προκύπτει T 5και από τη σχέση (7) Τ =30Ν (7) Από την ισορροπία στον οριζόντιο άξονα προκύπτει: ( ) F 0 F 0 x x x F T ( ) x 3 Fx 5 Fx,5 3 Από την ισορροπία στον κατακόρυο άξονα προκύπτει: ( ) F 0 F w T T 0 F 0 30 5 0 F 6, 5 F F ω T x x θ T T F x T W Γ Α F F F F F F (, 5 3) 6.5 4375 F 66, x x F 6.5 5 3 ( ) F.5 3 3 x iv. Μόλις κοπεί το νήμα λυγίζει και δεν θα ασκεί τάσεις σε κανένα σώμα. Ο κύλινδρος θα επιβραδύνεται, η τροχαλία θα εκτελέσει ομαλή στροική κίνηση ενώ το σώμα θα κάνει κατακόρυη βολή προς τα κάτω. Η στιγμή που κόβεται το νήμα είναι: g ω τρ =σταθ. Γ w ω T Α w x T στ w w υ α γ, α, www.likonet.gr 3

S=0 ½ 5 t =0 t =4 t =s Η ταχύτητα του κέντρου μάζας του κυλίνδρου και του σώματος είναι υ κυλ =α κυλ t υ s =0/s ενώ η γωνιακή ταχύτητα του κυλίνδρου και της τροχαλίας είναι: ω s = υ / ω s =00r/s Για τον κύλινδρο M ( ) տ F M a T w M x, x, (8) ( ) (),τ w 0 M, M, M, (9) (9) 3 gημ (8) M, Mgημ=Mα, Mgημ= Mα, α, 3 0 α, / s 3 Η στατική τριβή από τη σχέση (9) προκύπτει Τ στ =0/3Ν με ορά προς τα πάνω. Η εξίσωση ταχύτητας του κυλίνδρου είναι: υ κυλ =υ s α, (t ) υ, =υ s α, (t ) υ, =0 0(t )/3 S.I. Η εξίσωση ταχύτητας του σώματος είναι: υ =υ s +g(t ) υ = 0+0(t ) S.I. Η στιγμή 0.6s μετά το κόψιμο του νήματος είναι η t =.6s Για t =.6s υ κυλ =8/s υ = 6/s 6 6 K 3 3 8 K 8 4 4 v. Η στιγμή.s μετά το κόψιμο του νήματος είναι η t 3 =3.s Για t 3 =3.s, υ κυλ =6/s dk dk dk F wx T T wx dt dt dt dk dk dk g 0 0.5 6 60 J / s dt dt dt www.likonet.gr 4

vi. Στην περίπτωση αυτή ο κύλινδρος θα συνεχίσει να επιβραδύνεται με τον ίδιο τρόπο όπως και πριν. Το σχοινί όμως στο τμήμα που είναι συνδεδεμένο με το σώμα μένει συνεχώς τεντωμένο και δεν γλιστρά στην τροχαλία. Αυτό συμβαίνει γιατί το νήμα α T T α γτρ Γ w είναι πολλές ορές τυλιγμένο στην τροχαλία και μένει τεντωμένο στη μεριά που είναι το σώμα. Έτσι το σώμα και η τροχαλία θα συνεχίσουν να επιταχύνονται προς την ίδια κατεύθυνση με άλλο μέτρο επιτάχυνσης. Επειδή το σχοινί είναι αβαρές Τ =Τ. Επιπλέον όλα τα σημεία του σχοινιού θα έχουν ίδιο μέτρο ταχύτητας επειδή το σχοινί είναι μη εκτατό και προκύπτει α =α γ. T στ w ω T Α w x w υ α γ, α, Για το σώμα ( ) F 0 w g (0) Για την τροχαλία ( ) τ ( ) ( ) ( ) () (0)+() g 60 g / s 7 υ =υ αρχ +α (t t αρχ ) 0+60/7 0,6=0+36/7=06/7/s K K 06 6 7 7,6 3 3 8 4 4 Σχόλια. Όταν το σχοινί είναι περασμένο και όχι τυλιγμένο δεν παίζει ρόλο από πού θα κοπεί. Το σχοινί θα χαλαρώσει σε όλη την έκτασή του είτε κοπεί από τη μεριά της τροχαλίας και του κυλίνδρου είτε από τη μεριά της τροχαλίας και του σώματος.. Όταν το σχοινί είναι τυλιγμένο στην τροχαλία τότε παίζει ρόλο από πού κόβεται το σχοινί. Αν κοπεί από τη μεριά που συνδέει την τροχαλία και τον κύλινδρο, τότε από τη μεριά του σώματος και της τροχαλίας συνεχίζει να μένει τεντωμένο και η εξέλιξη είναι όπως αυτή του ερωτήματος vi. www.likonet.gr 5

Αναλυτικά: Αν κοπεί από τη μεριά του σώματος και της τροχαλίας, τότε το σχοινί θα μείνει τεντωμένο και η τροχαλία και ο κύλινδρος θα επιβραδυνθούν. Αυτό συμβαίνει διότι: Το σύστημα τροχαλία κύλινδρος δεν μπορεί να επιταχυνθεί καθώς μετά το κόψιμο του νήματος στην τροχαλία δεν υπάρχει αριστερόστροη ροπή ή κάποιο άλλο αίτιο να το θέσει σε επιταχυνόμενη κίνηση. Ο κύλινδρος σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να κινηθεί ομαλά δεδομένου ότι υπάρχει πάντα ροπή από την τριβή. Ούτε όμως και η τροχαλία. Αν υποτεθεί ότι το σχοινί λυγίζει τότε η τροχαλία θα στραεί ομαλά και ο κύλινδρος θα επιβραδύνεται. Η τροχαλία στρεόμενη ομαλά θα τυλίγει περισσότερο σχοινί από όσο λυγίζει ο κύλινδρος με την κίνησή του και έτσι το νήμα θα μένει συνεχώς τεντωμένο. Επομένως υπάρχει ροπή από την τάση του νήματος στην τροχαλία και δεν ικανοποιείται Στ=0. Για να λυγίσει το σχοινί θα πρέπει να επιταχυνθεί προς τα πάνω στρεόμενος αριστερόστροα από την στατική τριβή. άτι τέτοιο θα σήμαινε ότι η τριβή θα είναι προς τα πάνω για να επιταχύνει μεταορικά τον κύλινδρο αλλά θα είχε σαν αποτέλεσμα να επιβραδύνεται στροικά, που είναι άτοπο. Ενώ αν η τριβή ήταν προς τα κάτω θα επιταχυνόταν στροικά και θα επιβραδυνόταν μεταορικά που δεν δύναται να συμβεί και πάλι. Έτσι λοιπόν μένει μόνο να επιβραδυνθεί. Αν υποθέσουμε ότι το νήμα είναι τεντωμένο και τα σώματα επιβραδύνονται τότε αλλάζει η στατική τριβή στον κύλινδρο και είναι προς τα εμπρός για να επιβραδύνεται στροικά. Στην περίπτωση αυτή επειδή είναι πολλές ορές τυλιγμένο το νήμα, η τροχαλία στρέεται επιβραδυνόμενα και τυλίγεται σχοινί σε αυτή χωρίς να λυγίζει το σχοινί. Το σχοινί είναι μη εκτατό και προκύπτει α =α γ Για την τροχαλία Τ = ½ M α γ Τ= ½M α () ( ) ( ) Για τον κύλινδρο στροικά () () Τ στ = ½M α () Τ στ = ½ M α γ α γ ω T T T στ ω Α w x υ α γ α Από την () και τη () προκύπτει Τ=Τ στ. w w μεταορικά ( ) ց F M a w T M x, x (3) ()+()+(3) Μ gημ() = ½M α +½M α +Μ α α = Μ gημ()/(,5μ +0,5Μ )=gημ()/ (4) www.likonet.gr 6

Για να μη λυγίσει το σχοινί Τ 0. Από την () και τη (4) προκύπτει Τ=Μ g ημ()/4 >0 Με αντικατάσταση προκύπτει α =,5/s, Τ στ =,5 και Τ=,5 Από όπου αίνεται ότι μπορεί ο κύλινδρος να συνεχίσει να ανέρχεται κυλιόμενος και το νήμα να μένει τεντωμένο. Μάλιστα ενεργειακά συμβαίνει το εξής: Η κινητική ενέργεια της τροχαλίας θα εμανιστεί ως αύξηση βαρυτικής δυναμικής του κυλίνδρου όταν τα σώματα θα σταματήσουν ταυτόχρονα να κινούνται. Ο ενεργειακός μηχανισμός γίνεται μέσω των τάσεων. Συνεπώς αν έπρεπε να κόψουμε ένα σχοινί και θέλαμε να ανέλθει ο κύλινδρος πιο ψηλά θα επιλέγαμε να κοπεί το σχοινί που συνδέει την τροχαλία και το σώμα. Χ. Αγριόδημας chagriodias@ahoo.gr chagriodias@gail.co www.likonet.gr 7