ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξετάσεις στη ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι 26 Ιανουαρίου 2016

Σχετικά έγγραφα
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Μηχανική Ι 22 Ιανουαρίου, 2019

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Μηχανική Ι 24 Σεπτεμβρίου 2018

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 2 Σεπτεμβρίου 2010

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 16 Φεβρουαρίου, 2011

Reynolds. du 1 ξ2 sin 2 u. (2n)!! ( ( videos/bulletproof-balloons) n=0

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Μηχανική Ι 17 Φεβρουαρίου 2015

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Πτυχιακή εξέταση στη Μηχανική ΙI 20 Σεπτεμβρίου 2007

γ /ω=0.2 γ /ω=1 γ /ω= (ω /g) v. (ω 2 /g)(x-l 0 ) ωt. 2m.

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

GMR L = m. dx a + bx + cx. arcsin 2cx b b2 4ac. r 3. cos φ = eg. 2 = 1 c

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Σεπτέμβριος 2004

F mk(1 e ), όπου k θετική σταθερά. Στο όχημα ασκείται

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική II 20 Σεπτεμβρίου 2010

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική Ι 20 Οκτωβρίου 2011

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική ΙI 11 Ιουνίου 2012

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Φεβρουάριος Απαντήστε και στα 4 θέματα με σαφήνεια και συντομία. Καλή σας επιτυχία.

ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2003

dv 2 dx v2 m z Β Ο Γ

E = 1 2 k. V (x) = Kx e αx, dv dx = K (1 αx) e αx, dv dx = 0 (1 αx) = 0 x = 1 α,

1η Εργασία στο Μάθημα Γενική Φυσική ΙΙΙ - Τμήμα Τ1. Λύσεις Ασκήσεων 1 ου Κεφαλαίου

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

) z ) r 3. sin cos θ,

1. Κινηµατική. x dt (1.1) η ταχύτητα είναι. και η επιτάχυνση ax = lim = =. (1.2) Ο δεύτερος νόµος του Νεύτωνα παίρνει τη µορφή: (1.

GMm. 1 2GM ) 2 + L2 2 + R L=4.5 L=4 L=3.7 L= 1 2 =3.46 L= V (r) = L 2 /2r 2 - L 2 /r 3-1/r

ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΛΞΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΛΥΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ mu 1 2m. + u2. = u 1 + u 2. = mu 1. u 2, u 2. = u2 u 1 + V2 = V1

dx cos x = ln 1 + sin x 1 sin x.

ΦΥΕ14-5 η Εργασία Παράδοση

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ. Εξέταση στη Μηχανική Ι Περίοδο Σεπτεµ ρίου 25Σεπτεµ ρίου2007

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική ΙΙ 8 Ιουλίου 2013

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης

1 f. d F D x m a D x m D x dt. 2 t. Όλες οι αποδείξεις στην Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου. Αποδείξεις. d t dt dt dt. 1. Απόδειξη της σχέσης.

L = T V = 1 2 (ṙ2 + r 2 φ2 + ż 2 ) U (3)

m 1 m 2 2 (z 2 + R 2 ). 3/2

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι. Οκτώβριος 2002 Τμήμα Πέτρου Ιωάννου και Θεοχάρη Αποστολάτου

m 2 (ż2 + R 2 θ2 )dt ż = a/t + ζ, θ = η m 2 ( ζ 2 + R 2 η 2 )dt m

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξετάσεις στη Θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας 7 Οκτωβρίου 2014 (περίοδος Σεπτεμβρίου )

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ ΙΟΥΝΙΟΣ 2013 ΕΠΩΝΥΜΟ: ΟΝΟΜΑ: ΑΕΜ: (ΠΤΥΧΙΟ)

1. Κίνηση Υλικού Σημείου

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ- ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ NAVIER STOKES


ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Ιούνιος 2004

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΛΥΣΕΙΣ/ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΚΑΡΤΕΣΙΑΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΕ ΔΥΟ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ

Τροχιές σωμάτων σε πεδίο Βαρύτητας. Γιώργος Νικολιδάκης

website:

Εισαγωγή στις Φυσικές Επιστήμες ( ) Ονοματεπώνυμο Τμήμα

Το ελαστικο κωνικο εκκρεμε ς

website:

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Κεφάλαιο 8. Βαρυτικη Δυναμικη Ενεργεια { Εκφραση του Βαρυτικού Δυναμικού, Ταχύτητα Διαφυγής, Τροχιές και Ενέργεια Δορυφόρου}

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΜΑΖΑΣ ΘΕΣΗΣ ΚΕΝΤΡΟΥ ΜΑΖΑΣ ΡΟΠΗΣ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ ΣΩΜΑΤΩΝ

ΦΥΣ. 211 ΕΡΓΑΣΙΑ # 8 Επιστροφή την Τετάρτη 30/3/2016 στο τέλος της διάλεξης

10. Παραγώγιση διανυσµάτων

Φυσική για Μηχανικούς

Εργαστήριο Ανώτερης Γεωδαισίας Μάθηµα 7ου Εξαµήνου (Ακαδ. Έτος ) «Εισαγωγή στο Γήινο Πεδίο Βαρύτητας» ΕΞΑΜΗΝΟ ΑΣΚΗΣΗ 2

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι. Τμήμα Πέτρου Ιωάννου και Θεοχάρη Αποστολάτου

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ


1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

Φυσική για Μηχανικούς

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέμβριος 2012

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΑΚΑΜΠΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

O y. (t) x = 2 cos t. ax2 + bx + c b 2ax b + arcsin. a 2( a) mk.

ΣΥΝΟΨΗ 2 ου Μαθήματος

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11. Παγκόσµια έλξη

Φ Υ Σ Ι Κ Η Ι Σ Ε Μ Φ Ε. Α Σ Κ Η Σ Ε Ι Σ. Α. Κινηµατική

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στην Ειδική Θεωρία Σχετικότητας 19 Ιουνίου 2013

1. Ηλεκτρικό Φορτίο. Ηλεκτρικό Φορτίο και Πεδίο 1

Εργασία 2. Παράδοση 20/1/08 Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

mv V (x) = E με V (x) = mb3 ω 2

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξετάσεις στη Θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας 23 Μαρτίου 2015 (πτυχιακή περίοδος)

1 + Φ r /c 2 = 1 (1) (2) c 2 k y 1 + (V/c) 1 + tan 2 α = sin α (3) tan α = k y k x


Φυσική για Μηχανικούς

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

3 + O. 1 + r r 0. 0r 3 cos 2 θ 1. r r0 M 0 R 4

Φυσική για Μηχανικούς

πάχος 0 πλάτος 2a μήκος

( Barbero 2013, European Journal of Physics, 34, df (z) dz

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 09 Ροπή Αδρανείας Στροφορμή

Η επιτάχυνση και ο ρόλος της.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ. Εξέταση στη Μηχανική Ι 2Σεπτεµ ρρίου2008

1.1 ΟΡΙΣΜΟΙ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ

Ενημέρωση. Η διδασκαλία του μαθήματος, όλες οι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίο: «Πανεπιστημιακή

Κλασική Μηχανική 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Ροπή και Στροφορµή Μέρος πρώτο

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

Απαντήσεις Διαγωνισµού Μηχανικής ΙΙ Ιουνίου Ερώτηµα 2

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξετάσεις στη ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι 26 Ιανουαρίου 2016 Τμήμα Π. Ιωάννου & Θ. Αποστολάτου Στις παρενθέσεις δίνονται τα μόρια του κάθε ερωτήματος. Σε ένα σωματίδιο που κινείται στον τρισδιάστατο χώρο ασκείται η δύναμη F(r) = f(r)ˆr, όπου r είναι το διάνυσμα θέσης του σωματιδίου και ˆr το μοναδιαίο ακτινικό διάνυσμα. (Aφορά στα ερωτήματα 1-7). 1. Αποδείξτε ότι η τροχιά σωματιδίου κείται σε ένα επίπεδο. Ποιο είναι αυτό το επίπεδο αν τη χρονική στιγμή t γνωρίζουμε τη θέση r(t) και την ταχύτητα του σωματιδίου v(t); [8] 2. Μπορεί η τροχιά του σωματιδίου να εκφυλιστεί σε μία ευθεία; Πότε; [6] 3. Αποδείξτε ότι το διάνυσμα r σαρώνει σε ίσους χρόνους ίσες επιφάνειες (δεύτερος νόμος του Κέπλερ). [6] 4. Δείξτε με ένα αντιπαράδειγμα ότι μία τέτοιου τύπου δύναμη δεν oρίζει αναγκαστικά μία δυναμική συνάρτηση V (r) = r r 0 F(r ) dr. [8] 5. Γράψτε τη μορφή της δύναμης F(r), εάν υποθέσουμε επιπλέον ότι ο κόσμος είναι ισότροπος και στη συνέχεια προσδιορίστε τη δυναμική ενέργεια από την οποία προέρχεται η δύναμη αυτή, δηλαδή τη συνάρτηση V για την οποία είναι F = V. Αποδείξτε τώρα, από πρώτες αρχές (γράψτε επιγραμματικά αυτές), ότι διατηρείται η ενέργεια του σωματιδίου την οποία και να ορίσετε. Μια τέτοια δύναμη ονομάζεται (ισοτροπική) κεντρική δύναμη. [8] 6. Εάν η F είναι διάνυσμα, πώς μετασχηματίζονται οι συντεταγμένες του, εάν περιστρέψουμε το σύστημα (x, y, z) κατά γωνία π/2 περί τον άξονα z, δηλαδή ποια θα είναι η σχέση μεταξύ των συνιστωσών (F x, F y, F z ) και (F x, F y, F z ); Η ποσότητα G = ˆx F x x + ŷ F y y + ẑ F z z, ορίζει αναγκαστικά διάνυσμα; Τα ˆx, ŷ, ẑ είναι τα μοναδιαία διανύσματα βάσης καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων. [8] 7. Υπολογίστε τη G εάν η F είναι ισοτροπική κεντρική δύναμη. [6] 1

Σώμα μάζας m και φορτίου q κινείται εντός ομογενούς μαγνητικού πεδίου B = Bẑ. (Aφορά στα ερωτήματα 8-10). 8. Αποδείξτε ότι το διάνυσμα θέσης, r(t), του σωματιδίου ικανοποιεί την σχέση ṙ Ωr ẑ = c όπου c σταθερό διάνυσμα και Ω μία σταθερά την οποία πρέπει να προσδιορίσετε. [6] 9. Προσδιορίστε την σταθερά c αν αρχικά r(0) = a ˆx, ṙ(0) = u ŷ + w ẑ, όπου a, u, w σταθερές και ˆx, ŷ, ẑ τα μοναδιαία διανύσματα βάσης καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων. [6] 10. Σχεδιάστε την τροχιά αν είναι a Ω + u = 0. [6] Η θέση, x, ενός ταλαντωτή διέπεται από την εξίσωση: ẍ + 2γẋ + ω 2 0x = (F 0 /m) cos(ωt) όπου γ ο συντελεστής απόσβεσης, ω 0 η φυσική συχνότητα και cos(ωt) η εξωτερική διέγερση συχνότητας ω. Θεωρούμε ότι γ << ω 0. (Aφορά στα ερωτήματα 11-13). 11. Μετά από ποια τάξη χρόνου θα έχουν αποσβεσθεί οι αρχικές συνθήκες; [4] 12. Υπολογίστε το τετράγωνο του πλάτους της ταλάντωσης μετά την πάροδο ικανού χρόνου ώστε να έχουν αποσβεσθεί οι αρχικές συνθήκες. [6] 13. Εκφράστε το τετράγωνο του πλάτους της ταλάντωσης (μετά τη μεταβατική περίοδο) στην Λορεντζιανή προσέγγιση (κοντά στη συχνότητα συντονισμού), εξηγώντας με προσοχή τις προσεγγίσεις που κάνατε. [6] Βαρυτική ύλη είναι ομογενώς κατανεμημένη σε μια απειροστή πλάκα σχήματος ορθογωνίου ισοσκελούς τριγώνου. Η υποτείνουσα του τριγώνου έχει μήκος a και η επιφανειακή πυκνότητά του είναι σ. 14. Υπολογίστε το βαρυτικό δυναμικό στην κορυφή Α του τριγώνου (που βρίσκεται απέναντι στην υποτείνουσα). [Υποδ.: ο υπολογισμός καθίσταται απλός αν προσδιορίσετε τη συνεισφορά στο δυναμικό από μία διαφορικού πλάτους λωρίδα βαρυτικής μάζας που είναι κάθετη στο ύψος που αντιστοιχεί στη κορυφή Α του τριγώνου. Δίδεται ότι: dθ cos θ = log[(1/ cos θ) + tan θ] ]. [10] 15. Πώς θα διαμορφωνόταν ο 3ος νόμος του Kepler για τους πλανήτες αν η βαρυτική ελκτική δύναμη μεταξύ δύο μαζών ήταν της μορφής F = km 1 m 2 r; [6] 2

Λύσεις 1. d 2 r dt = F/m 2 οπότε d (r v) = r F/m = 0 dt δηλαδή το επίπεδο r v στο οποίο εξελίσσεται η τροχιά παραμένει σταθερό. Το επίπεδο είναι αυτό που ορίζουν τα διανύσματα r(t), v(t). 2. Ναι αν η στροφορμή είναι 0, δηλαδή αν r(0) v(0). 3. Aφού ds dt = 1 r dr 2 dt = L 2m = σταθ. 4. Αν F = ˆr(r ˆx) δεν μπορεί να προέρχεται από δυναμική ενέργεια αφού το έργο W 12 = γ F dr με αρχικό και τελικό σημείο r 1 = ˆx και r 2 = 2ˆx, είναι διαφορετικό αν η διαδρομή γ είναι η ευθεία που ενώνει τα δύο σημεία (W 12 = 3/2) και αν η διαδρομή κινείται πάνω στη σφαίρα r 1 = 1 μέχρι το σημείο ŷ, στη συνέχεια φτάνει ακτινικά στο 2ŷ και τέλος κινούμενη πάνω στη σφαίρα r 2 = 2 καταλήγει στο τελικό σημείο r 2 (W 12 = 0). 5. F = ˆrf( r ). V = r r 0 f(r )dr. 6. de dt = d ( ) 1 dt 2 mv2 + V (r) = mv v ṙf(r) = mv v (ṙ ˆr)f(r) (αφού v = ṙˆr + ˆθr θ) = v (m v F) = 0. (1) F x = F x cos(π/2) + F y sin(π/2) = F y F y = F x sin(π/2) + F y cos(π/2) = F x F z = F z (2) Όχι η G δεν ορίζει κατ ανάγκη διάνυσμα, αφού σε μια στροφή σαν την παραπάνω G = ˆx F x Fy Fz + ŷ + ẑ x y z = ŷ F y y + ( ˆx) ( F x) ( x) + F ẑ z z = ŷ F y y ˆx F x x + ẑ F z z (3) 3

αφού x = y, y = x. Αυτό όμως δεν συμπίπτει με το αρχικό G. 7. Αν F = ˆrf(r), F x = x(f(r)/r), οπότε F x / x = (f/r) + x( r/ x)(f/r) = (f/r) + r(f/r). Όμοια και για τις άλλες συνιστώσες οπότε G = (ˆx + ŷ + ẑ)[(f/r) + r(f/r) ] Πρόκειται για ένα διάνυσμα (αφού δεν αλλάζει σε στροφές σαν διάνυσμα) που στο συγκεκριμένο σύστημα συντεταγμένων έχει σταθερή διεύθυνση και αλλάζει μέτρο ανάλογα με την ακτίνα από το κέντρο. Ο προσανατολισμός του διανύσματος εξαρτάται από το σύστημα συντεταγμένων. 8. Αφού με μια ολοκλήρωση βρίσκουμε m r = qṙ B m(ṙ(t) ṙ(0)) = qb(r(t) r(0)) ẑ και με μια αναδιάταξη ṙ(t) qb m r(t) ẑ = ṙ(0)) qb m r(0) οπότε Ω = qb m και c = ṙ(0) Ωr(0). 9. c = uŷ + wẑ Ωaˆx ẑ = (u + aω)ŷ + wẑ. 10. Για u + aω = 0 είναι c = wẑ. Έτσι η διαφορική εξίσωση του (8) έχει ως λύση r(t) = ct + a(cos(ωt)ˆx sin(ωt)ŷ) = ẑwt + a(cos(ωt)ˆx sin(ωt)ŷ) 11. τ = 1/γ. 12. 13. A 2 = (F 0 /m) 2 (ω 2 0 ω 2 ) 2 + (2γω) 2 A 2 (F 0/(2mω 0 )) 2 (ω 0 ω) 2 + γ 2 όπου θέσαμε (ω 2 0 ω 2 ) 2ω 0 (ω 0 ω) στον πρώτο όρο και ω ω 0 στο δεύτερο όρο. 4

14. Μια στενή λωρίδα απόστασης x από το Α και εύρους dx έχει μάζα dm(x) = σ(2x)dx αφού η λωρίδα αυτή έχει μήκος x. Επομένως dv (x) = G dm(x) 2x +x x dy x2 + y 2 = Gσdx +π/4 xd tan θ x 1 + tan 2 θ π/4 ( ) 2 + 1 = Gσdx log 2 1 (4) Με μια δεύτερη ολοκλήρωση όλων των λωρίδων βρίσκουμε V = Gσ(a/2) log ( 2+1 2 1 ) αφού τα υπόλοιπα είναι σταθερά. (Σημείωση: Ανάλογα μπορούμε να υπολογίσουμε το δυναμικό στην κορυφή οποιουδήποτε τρίγωνου. Απλώς θα αλλάζουν οι γωνίες και αντίστοιχα το όρισμα του λογαρίθμου.) 15. Η κίνηση σε δυναμικό ισότροπου ταλαντωτή είναι και πάλι έλλειψη (ίδιος 1ος νόμος αλλά με κέντρο της έλλειψης το ελκτικό κέντρο), με σταθερό ρυθμό σάρωσης εμβαδών (ίδιος 2ος νόμος) και με περίοδο ανεξάρτητη των αρχικών συνθηκών που σχετίζονται με τις διαστάσεις της έλλειψης, οπότε T 1 /T 2 =σταθερό ή T = 2π 1/kM όπου η μάζα του ελκτικού κέντρου ( Ήλιου). 5