ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Συστήµατα Υλικών Σηµείων

Σχετικά έγγραφα
ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2013

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι - ΙΟΥΝΙΟΣ 2013 ΘΕΜΑΤΑ και ΛΥΣΕΙΣ

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι - ΙΟΥΝΙΟΣ 2013 ΘΕΜΑΤΑ και ΛΥΣΕΙΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Κεντρικές υνάµεις. 1. α) Αποδείξτε ότι η στροφορµή διατηρείται σε ένα πεδίο κεντρικών δυνάµεων και δείξτε ότι η κίνηση είναι επίπεδη.

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.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΛΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

Θέµατα Φυσικής Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 1999 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ποια μπορεί να είναι η κίνηση μετά την κρούση;

όπου Μ η µάζα της Γης την οποία θεωρούµε σφαίρα οµογενή, G η παγκόσµια σταθερά της βαρύτητας και L!

Για τις παρακάτω 3 ερωτήσεις, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΚΕΦΑΛΑΙΑ 3,4. Συστήµατα ενός Βαθµού ελευθερίας. k Για E 0, η (1) ισχύει για κάθε x. Άρα επιτρεπτή περιοχή είναι όλος ο άξονας

ΕΥΤΕΡΑ 28 ΙΟΥΝΙΟΥ 1999 ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Θεωρούµε σύστηµα δύο σωµατιδίων Σ 1 και Σ 2 µε αντίστοιχες µάζες m 1 και m 2, τα οποία αλληλοεπιδρούν χωρίς όµως να δέχονται εξωτερικές δυνάµεις.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

10. Παραγώγιση διανυσµάτων

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Α ΦΑΣΗ

της µορφής:! F = -mk! r

Εισαγωγή στις Φυσικές Επιστήµες- Κλασική Μηχανική Ιούλιος 2004

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 8-Μάρτη-2014

Στροφορµή. Αν έχουµε ένα υλικό σηµείο που κινείται µε ταχύτητα υ, τότε έχει στροφορµή

ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Q (όπου Q το φορτίο και V η τάση

Κίνηση σε Ηλεκτρικό Πεδίο.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11. Παγκόσµια έλξη

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

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέμβριος 2012

ΕΡΓΑΣΙΑ 3 η. (αποστολή µέχρι ευτέρα 1/4/ βδοµάδα)

ΕΦΑΡΜΟΓΈΣ ΣΤΟΝ 2 ο ΝΟΜΟ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

Κίνηση πλανητών Νόµοι του Kepler

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2003

. Για τα δύο σωµατίδια Α και Β ισχύει: q Α q, Α, q Β - q, Β 4 και u Α u Β u. Τα δύο σωµατίδια εισέρχονται στο οµογενές µαγνητικό πεδίο, µε ταχύτητες κ

4. Ορµή και στροφορµή

ιανυσµατικά πεδία Όπως έχουµε ήδη αναφέρει ένα διανυσµατικό πεδίο είναι µια συνάρτηση

Στροφορµή. υο παρατηρήσεις: 1) Η στροφορµή ενός υλικού σηµείου, που υπολογίζουµε µε βάση τα προηγούµενα, αναφέρεται. σε µια ορισµένη χρονική στιγµή.

B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ÊÏÌÏÔÇÍÇ + +

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Β Τάξης ΓΕΛ 4 ο ΓΕΛ ΚΟΖΑΝΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΣΤΕΦΑΝΟΥ Μ. ΦΥΣΙΚΟΣ

ΘΕΜΑ 1. Λύση. V = V x. H θ y O V 1 H/2. (α) Ακίνητος παρατηρητής (Ο) (1) 6 = = (3) 6 (4)

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

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

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

ΦΥΣ. 131 ΕΡΓΑΣΙΑ # 10

1ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 15 Νοέµβρη 2015 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Β Λ-Γ Λ ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΡΑΒΟΚΥΡΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ

ΣΕΙΡΑ: 3 Κύματα: αρμονικό έως στάσιμο, Στερεό: κινηματική έως διατήρηση στροφορμής

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Α ΦΑΣΗ

Α' ΤΑΞΗ ΓΕΝ. ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ÍÅÏ ÖÑÏÍÔÉÓÔÇÑÉÏ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.1 (ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ - ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ - ΟΡΜΗ) ΚΥΡΙΑΚΗ 18 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ 4

Υλικό σηµείο µάζας m έλκεται από σταθερό κέν τρο Ο µε δύναµη F! που περιγράφεται από την σχέση:! F = f(r)! r

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 5-Μάρτη-2016

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 22 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÓÕÃ ÑÏÍÏ

ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ


i) Σε κάθε πλήρη περιστροφή το κινητό Α διαγράφει τόξο ίσου µήκους µε το τόξο που διαγράφει το κινητό Β

1ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 30 Οκτώβρη 2016 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική - Ι

Υλικό σηµείο µάζας m, κινείται εντός δυναµικού πεδίου δεχόµενο ελκτική κεντρική δύναµη F!

ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΛΞΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Θετικό σηµειακό φορτίο q βρισκεται σε απόσταση D από το κέντρο µιας κοίλης µεταλλικής σφαίρας ακτίνας R (R<D), η οποία είναι προσγειωµένη.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

ii) Να δείξετε ότι το σφαιρίδιο εκτελεί µια µη αρµονική περιοδική ταλάντωση, της οποίας να υπολογίσετε την περίοδο.

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

1. ΒΟΛΗ Προσομοιώνεται η κίνηση ενός σώματος κοντά στην επιφάνεια της Γης. Η αρχική θέση και ταχύτητά του επιλέγονται από το χρήστη.

Physics by Chris Simopoulos

L 1 L 2 L 3. y 1. Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2012 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Καθηγητής Σιδερής Ε.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Θέµατα Μαθηµατικών Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 1999


1ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 30 Οκτώβρη 2016 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική - Ι. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

Κεφάλαιο M6. Κυκλική κίνηση και άλλες εφαρµογές των νόµων του Νεύτωνα

Βασικές ασκήσεις στην ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. 1. Να δίνονται βασικά στοιχεία της κίνησης.


ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις Σύνολο Σελίδων: Ενδεικτικές Λύσεις ευτέρα 3 Σεπτέµβρη 2018 Θέµα Α

v = r r + r θ θ = ur + ωutθ r = r cos θi + r sin θj v = u 1 + ω 2 t 2

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 8-Μάρτη-2014

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

2 Η ΠΡΟΟΔΟΣ. Ενδεικτικές λύσεις κάποιων προβλημάτων. Τα νούμερα στις ασκήσεις είναι ΤΥΧΑΙΑ και ΟΧΙ αυτά της εξέταση

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. Θέµα 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ερωτήσεις που δόθηκαν στις εξετάσεις των Πανελληνίων ως

ΕΡΓΑΣΙΑ 3 η. Παράδοση Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες

Προτεινόμενο διαγώνισμα Φυσικής Α Λυκείου

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΕΝΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 10 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ - B ΛΥΚΕΙΟΥ

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

Ερωτήσεις που δόθηκαν στις εξετάσεις των Πανελληνίων ως

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

x y και να γίνει επαλήθευση. Βρείτε τη µερική λύση που για x=1 έχει κλίση 45 ο. Α τρόπος Η Ε γράφεται (1)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 2 Σεπτεμβρίου 2010

Ενδεικτικές ερωτήσεις Μηχανικής για τους υποψήφιους ΠΕ04 του ΑΣΕΠ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 B ΦΑΣΗ

1ο ιαγώνισµα - Οριζόντια Βολή - Κυκλική Κίνηση. Θέµα 1ο

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Μηχανική Ι 24 Σεπτεμβρίου 2018

Λύση Α. Σωστή η επιλογή α. Β.

Στις ερωτήσεις 1.1 έως 1.5 επιλέξτε τη σωστή απάντηση.

1 η Εργασία Ηµεροµηνία αποστολής: 19 Νοεµβρίου 2006

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. Ονοματεπώνυμο:.. Ημερομηνία:..

όπου x η συντεταγµένη του σωµατιδίου, θεωρούµενη µε αρχή ένα στα θερό σηµείο Ο του άξονα και α, U 0 σταθερές και θετικές ποσότητες.

Θέµα 1ο. κινητό εκτελεί ταυτόχρονα δύο ή περισσότερες κινήσεις :

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ

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

Transcript:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Συστήµατα Υλικών Σηµείων 1. Να βρεθεί το δυναµικό που οφείλεται σε δύο ακίνητα ελκτικά κέντρα µε µάζες 1 και. Γράψτε την εξίσωση της κίνησης ενός υλικού σηµείου µάζας στο παραπάνω δυναµικό. Υπάρχουν σηµεία ισορροπίας; Έστω R 1 και R τα διανύσµατα θέσης των δύο ελκτικών κέντρων, ως προς σταθερό σηµείο αναφοράς Ο, και το διάνυσµα θέσης του υλικού σηµείου. Σύµφωνα µε το σχήµα, το δυναµικό που οφείλεται στο ελκτικό κέντρο 1 και στο ελκτικό κέντρο θα είναι, αντίστοιχα, G1 G V1, V, µε R και R, και το 1 1 συνολικό δυναµικό θα είναι V V1+ V. 1 Η συνολική δύναµη που ασκείται στο 1 υλικό σηµείο θα είναι G1 G F 1 (1) 1 R 1 R και η εξίσωση της κίνησης του υλικού σηµείου θα είναι η O G1 G 1 1 Σηµεία ισορροπίας υπάρχουν εκεί που µηδενίζεται η δύναµη (1). Για να συµβεί αυτό πρέπει τα 1 και να είναι συνγραµµικά, αντίρροπα και µε µέτρο τέτοιο ώστε G1 G 1 1 1 1 1 1. Στο πρόβληµα των δυο σωµάτων θεωρούµε δυο σηµειακές µάζες 1, που βρίσκονται αντίστοιχα σε θέσεις R 1, R ως προς ένα αδρανειακό σύστηµα συντεταγµένων µε αρχή το σηµείο Ο. Τα δυο υλικά σηµεία ασκούν το ένα στο άλλο δυνάµεις οι οποίες υπακούουν στο τρίτο αξίωµα του Νεύτωνα. Αν R το διάνυσµα θέσης του κέντρου µάζας των δυο σωµάτων ως προς το Ο, το διάνυσµα θέσης της µάζας ως προς την 1, και 1, αντίστοιχα τα διανύσµατα θέσης των µαζών 1, ως προς το κέντρο µάζας τους, να δείξετε αναλυτικά ότι η στροφορµή του συστήµατος: L R1 u 1 1+ R u όπου u1 R 1, u R, µπορεί να γραφτεί ως L R u + µ u

όπου 1+, u R, µ 1 + 1 και u (α) Από τον ορισµό του κέντρου µάζας (ΚΜ) και το σχήµα της εκφώνησης έχουµε: R 1 1+ R R, R R 1. (1) 1+ Λύνοντας τη σχέση (1) ως προς R 1, R 1 R R παίρνουµε: 1 R1 R, R R+ R 1 () 1+ 1+ από όπου συµπεραίνουµε ότι: 1 1, O. () 1+ 1+ Παραγωγίζοντας τις () και () έχουµε: u u + u, u u + u, (4) 1 1 u u, u 1 u. 1 1+ 1+ Από τις () και (5) έχουµε: 11+, u 1 1+ u. Οπότε για τη στροφορµή έχουµε: (),(),(4) L R1 u 1 1+ R u ( R+ 1) 1( u + u1) + ( R+ ) ( u + u) R u 1 + R u 1 1+ 1 u 1 + 1 u 1 1+ + R u + R u + u + u R + u + R u + u + + u + u + u ( ) ( ) ( ) 1 1 1 1 1 R u u+ u 1 1 1 1+ 1+ () R u + ( 1) µ u R u + µ u. 1 1 1 (5),(6) (5) (6). ύο υλικά σηµεία µε µάζες 1 και βρίσκονται αρχικά σε απόσταση και ηρεµούν. Αφήνονται ελεύθερα και έλκονται µε τη δύναµη βαρύτητας που ασκεί το ένα στο άλλο. Να βρεθεί η σχετική ταχύτητα των δύο σωµάτων όταν θα βρεθούν σε απόσταση /. Πόση είναι η απόλυτη ταχύτητα των δύο σωµάτων σ αυτή την απόσταση;

Έστω Ο το κέντρο µάζας των δύο x -x 1 σωµάτων το οποίο είναι ακίνητο, x x αφού δεν επιδρούν εξωτερικές 1 Ο x δυνάµεις στο σύστηµα. Τα δύο σώµατα θα κινηθούν πάνω στην ευθεία που τα ενώνει (πχ ο άξονας Οx) και η σχετική τους κίνηση θα περιγράφεται από την εξίσωση G1 1 µ F1 µ, µ ( 1) 1+ Το σύστηµα (1) µπορεί να περιγράφει τη κίνηση ενός σώµατος µάζας µ, µε ταχύτητα G1 υσχ, στο δυναµικό V. Συνεπώς έχουµε το ολοκλήρωµα της ενέργειας 1 G1 G1 E ( E ) µυ σχ α ρχ Από την παραπάνω σχέση βρίσκουµε 1 1 G ( 1+ ) υσχ G ( 1+ ) ( για /) υσχ όπου το µείον οφείλεται στο ότι < (µειώνεται η απόσταση των σωµάτων) Η απόλυτη ταχύτητα, υ 1 x 1και υ x, των σωµάτων προκύπτει από τις σχέσεις x x υ G 1 1 1 1+ 1+ ( 1+ ) x x υ G 1 1 1 1+ 1+ ( 1+ ) 4. Σε ένα σύστηµα δύο αστέρων βρέθηκε φασµατοσκοπικά ότι οι αστέρες έχουν ίσες µάζες 1 και κινούνται σε κυκλική τροχιά γύρω από το ακίνητο κέντρο µάζας τους Ο µε περίοδο Τ και ταχύτητα υ. Να βρεθεί η µάζα των αστέρων έχοντας ως δεδοµένα τα Τ και υ. Έστω R η ακτίνα της κυκλικής τροχιάς των δύο αστέρων γύρω από το Ο. Οι δύο αστέρες κινούνται αντι-διαµετρικά και η σχετική κίνηση θα είναι επίσης κυκλική τροχιά µε σχετική ακτίνα και ταχύτητα R, υσχ υ Η εξίσωση της σχετικής κίνησης θα είναι 1 G 1 µ F1, µ, F1 1+ Άρα έχουµε κίνηση που ισοδυναµεί µε κίνηση σώµατος µάζας µ σε πεδίο κεντρικών G δυνάµεων F (). Η σχέση που συνδέει την ταχύτητα µε την ακτίνα της κυκλικής τροχιάς θα είναι F G G G υσχ () µ / υ υ σχ

Επίσης για την οµαλή κυκλική κίνηση π υ υσχ υ T () T π υ T Εξισώνοντας τις () και (), και λύνοντας ως προς το βρίσκουµε G π 5. ύο οµογενείς και οµογενώς φορτισµένες σφαίρες, η Α, µε φορτίο + και µάζα, και η σφαίρα Β, µε φορτίο -1 και µάζα Α 1, µπορούν να κινούνται στο χώρο και δεν επιδρούν σε αυτές άλλες δυνάµεις πλην των ηλεκτροστατικών ( ηλ 1 ). Β Θεωρούµε ότι αρχικά τα σώµατα βρίσκονται σε απόσταση 1 µε ταχύτητες υ Α -1 και υ Β, κάθετες στο ευθύγραµµο τµήµα ΑΒ. α) Να υπολογιστεί η ταχύτητα υ του κέντρου µάζας. β) Να γραφεί η διαφορική εξίσωση της σχετικής κίνησης. γ) Να γραφεί η εξίσωση της σχετικής τροχιάς δ) Να γραφούν οι εξισώσεις της τροχιάς της απόλυτης κίνησης της κάθε σφαίρας και να σχεδιαστούν πρόχειρα οι τροχιές. Τα αριθµητικά µεγέθη δίνονται σε κανονικοποιηµένες µονάδες. ίνεται ότι σε πεδίο k κεντρικών δυνάµεων F ±, k >η τροχιά ενός υλικού σηµείου µάζας είναι της p µορφής, p / 1+ ecosθ L k. α) Έχουµε µόνο εσωτερικές δυνάµεις, άρα υ() t υ() σταθ.. Έτσι υ 1 1 ( B B) (( 1 ) υ + υ j + j) + B β) Το διάνυσµα της σχετικής θέσης είναι το B. Αφού δεν υπάρχουν εξωτερικές δυνάµεις η εξίσωση της κίνησης θα είναι η µ F 1, όπου B qq B µ, F1 ηλ e e + B Άρα e η e (4) γ) Η (4) εκφράζει κίνηση υλικού σηµείου µάζας 1 σε πεδίο ελκτικών κεντρικών k δυνάµεων F µε k. Η στροφορµή και η ενέργεια του συστήµατος θα είναι σταθερές και ίσες µε τις αρχικές τιµές, όπου σηµειώνουµε ότι 1, υ υ υ και υ : B

L L υ υk k p k 1 1 k 1 EL E υ 1 > e 1+ 1 k Άρα η σχετική τροχιά είναι η υπερβολή (5) 1 + cosθ δ) Η απόλυτη κίνηση για το κάθε σώµα θα δίνεται από τις σχέσεις B 1 e + B 1+ cosθ (6) B B e + 1+ cosθ B Κ 6. Ένα διαστηµόπλοιο µάζας βρίσκεται σε απόσταση α από το κέντρο ενός πολύ µικρού και σφαιρικά οµογενούς αστεροειδούς µάζας. Θεωρούµε ότι αρχικά και τα δύο σώµατα ηρεµούν. (α) Με πόση ταχύτητα πρέπει εκτοξεύσουµε το διαστηµόπλοιο, ώστε η σχετική κίνησή του (ως προς τον αστεροειδή) να είναι κυκλική; (β) Πόση θα είναι τότε η ταχύτητα του κέντρου µάζας των δύο σωµάτων; (γ) Ποια θα είναι η τροχιά του κάθε σώµατος ως προς το κέντρο µάζας; Αρχικά (t) έχουµε υ, υ () υ () υ j, σχ σχ και υκυκλ υσχ Α Κ U () α) Η εξίσωση της σχετικής κίνησης του διαστηµόπλοιου ως προς τον αστεροειδή θα είναι G a µ F1 + G ( + ) 4G e e δηλαδή κεντρικές δυνάµεις µε F () 4 G / που κινούν ένα σώµα µάζας 1. Η ταχύτητα της κυκλικής τροχιάς µε ακτίνα aθα είναι κάθετη στο και µε µέτρο af 4G υκυκλ a β) Μετά την εκτόξευση του δορυφόρου η ταχύτητα του κέντρου µάζας του συστήµατος θα είναι 1 1 1 G ( + ) υk υ() + υ() υ() υk υ() υσχ j j 4 4 a

γ) Η σχετική κίνηση του αστεροειδή και του διαστηµόπλοιου ως προς το κέντρο µάζας θα είναι αντίστοιχα Α, + + Επειδή η σχετική κίνηση () t εκφράζει κυκλική τροχιά µε ακτίνα a, και η σχετική κίνηση του αστεροειδή και του διαστηµόπλοιου θα είναι κυκλική κίνηση µε ακτίνες a Α a a, a + 4 + 4