ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΜΕ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ

Σχετικά έγγραφα
σώμα από τη θέση ισορροπίας του με οριζόντια ταχύτητα μέτρου 4 m/s και με φορά προς τα δεξιά.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΜΕ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΣΩΜΑ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΝΗΜΑΤΟΣ

Τα σώματα του σχήματος έχουν μάζες m = 1 kg και Μ = 2 kg και συνδέονται με νήμα.

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» 2 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2017: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» 2 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2017: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ 6 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2015

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

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

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

1. Ένα σώμα εκτελεί ταυτόχρονα δύο απλές αρμονικές ταλαντώσεις ίδιας διεύθυνσης και ίδιας συχνότητας,

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

Απλη αρμονική ταλάντωση - δύναμη μεταβλητού μέτρου - πλαστική κρούση - αλλαγή της σταθεράς επαναφοράς.

Φσζική Γ Λσκείοσ. Θεηικής & Τετμολογικής Καηεύθσμζης. Μηταμικές Ταλαμηώζεις Οι απαμηήζεις. Καλοκαίρι Διδάζκωμ: Καραδημηηρίοσ Μιτάλης

26. Στη διάταξη του σχήµατος της άσκησης 23, ας δεχτούµε ότι το σώµα (Μ) εκτε-

σκήσεις στις Μηχανικές Ταλαντώσεις

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 19 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2017

γραπτή εξέταση στη ΦΥΣΙΚΗ Γ' κατεύθυνσης

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.

Προτεινόμενα θέματα Πανελλαδικών εξετάσεων. Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης ΕΛΛΗΝΟΕΚΔΟΤΙΚΗ

4. η εξίσωση της δύναμης του ελατηρίου σε συνάρτηση με το χρόνο και να γίνει η αντίστοιχη γραφική παράσταση F

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ

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

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΤΡΙΤΗ 6 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2016

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 21 Απριλίου 2013 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΥΡΙΑΚΗ 20 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2016 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

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

Θέµα 1 ο Ι Α Γ Ω Ν Ι Σ Μ Α ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ *** ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. Στις ερωτήσεις 1-5 να επιλέξετε την σωστή απάντηση :

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

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΠΕΜΠΤΗ 10 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2015

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

Μια φθίνουσα ταλάντωση, στην οποία η μείωση του πλάτους δεν είναι εκθετική.

Προτεινόμενα θέματα Πανελλαδικών εξετάσεων. Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης ΕΛΛΗΝΟΕΚΔΟΤΙΚΗ

ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΠΛΑΓΙΑ ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΚΡΟΥΣΗ ΚΑΙ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

2ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Παρασκευή 4 Σεπτέµβρη 2015 Το σύστηµα Ελατηρίου - Μάζας / Κρούσεις. Λύσεις. Θέµα Α

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

i) A/4 ii) 3A/4 iii) A/2 iv) A/3

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

Α1. β. Α2. γ. Α3. α. Α4. γ. Α5. α. Λάθος. β. Σωστό. γ. Λάθος. δ. Σωστό. ε. Σωστό ΝΕΑ ΠΑΙΔΕΙΑ 1 ΤΕΤΑΡΤΗ

α. έχει δυναµική ενέργεια E 2 β. έχει κινητική ενέργεια E 4 γ. έχει κινητική ενέργεια ίση µε τη δυναµική δ. έχει κινητική ενέργεια 3E 4.

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

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

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΜΕ ΣΩΜΑΤΑ ΣΕ ΕΠΑΦΗ. Σύστημα σωμάτων σε επαφή στο οριζόντιο επίπεδο με ελατήριο συνδεδεμένο στο ένα σώμα.

Α=5 m ω=314 rad/sec=100π rad/sec

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Απλή αρμονική ταλάντωση Κρούσεις

t 0 = 0 u = 0 F ελ (+) χ 1 u = 0 t 1

12ο ΓΕΛ ΠΕΙΡΑΙΑ 12/10/2010 ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΑΑΤ

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.

Ερωτήσεις κρίσεως στις µηχανικές ταλαντώσεις

, g 10 m / s, / 2, / 2, Απάντηση

1.1. Μηχανικές Ταλαντώσεις. Ομάδα Στ.

Ένα σώμα εκτελεί ταυτόχρονα τρεις (3) απλές αρμονικές ταλαντώσεις, που έχουν ίδια διεύθυνση, ίδια θέση ισορροπίας και εξισώσεις:

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΕ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΑΡΓΟΤΕΡΑ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΤΑΡΓΗΘΕΙ.

Physics by Chris Simopoulos

1. Ένα σώμα m=1kg εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση και η μεταβολή της επιτάχυνσής του σε συνάρτηση με το χρόνο, φαίνεται στο σχήμα.

Physics by Chris Simopoulos

ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ Α. Υλικό σηµείο 1 εκτελεί Α.Α.Τ. Τη χρονική στιγµή t = 0 το υλικό σηµείο

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

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΤΡΙΩΡΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΠΑΣΧΑ 2009


Τετάρτη 10 Δεκεμβρίου 2014 ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ Β B1.

4. Σώμα Σ 1 μάζας m 1 =1kg ισορροπεί πάνω σε λείο κεκλιμένο επίπεδο που σχηματίζει με τον ορίζοντα γωνία φ=30 ο. Το σώμα Σ 1 είναι δεμένο στην άκρη

ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΠΛΑΓΙΑ ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΚΡΟΥΣΗ ΚΑΙ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

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

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

5 Ταλαντώσεις. Ταλαντώσεις - κυμάνσεις. Ταλάντωση ορισμός Σύστημα μάζας ελατηρίου Απλό εκκρεμές Φυσικό εκκρεμές Βηματισμός

την στιγμή που το νήμα χαλαρώνει

2 α. Η συνισταμένη ταλάντωση έχει το ίδιο πλάτος με τις δύο ταλαντώσεις β. Η συνισταμένη ταλάντωση έχει συχνότητα f 2

1. Κίνηση Υλικού Σημείου

Δύο κύματα στο ίδιο γραμμικό ελαστικό μέσον.

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

0e, όπου Λ θετική σταθερά και Α0 το αρχικό

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ -ΑΡΜΟΝΙΚΟ ΚΥΜΑ-ΣΤΑΣΙΜΟ

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

γραπτή εξέταση στα ΦΥΣΙΚΗ Γ' κατεύθυνσης

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ...7 ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ... 9 Θεωρία... 9 Ερωτήσεις... 9 Μεθοδολογία Παραδείγματα Ασκήσεις...

i. Σχεδιάζoυµε τις δυvάµεις πoυ ασκoύvται στo σώµα (ή σύστηµα) στη θέση ισoρρoπίας (Θ.I.) και γράφoυµε τη σχετική συvθήκη ισoρρoπίας.

Λυμένες ασκήσεις. Έργο σταθερής δύναμης

ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 180min ΤΜΗΜΑ:. ONOMA/ΕΠΩΝΥΜΟ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΘΕΜΑ 1 ο ΘΕΜΑ 2 ο ΘΕΜΑ 3 ο ΘΕΜΑ 4 ο ΣΥΝΟΛΟ ΜΟΝΑΔΕΣ

α. Από τη μάζα του σώματος που ταλαντώνεται. β. Μόνο από τα πλάτη των επιμέρους απλών αρμονικών ταλαντώσεων.

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

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 6 24

Ράβδος σε σκαλοπάτι. = Fημθ και Fy

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

, όπου υδ η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων και r1, r2 οι αποστάσεις του σημείου Σ από τις δύο πηγές. Επομένως:

Προγραμματισμένο διαγώνισμα Φυσικής κατεύθυνσης Γ Λυκείου. Ονοματεπώνυμο εξεταζόμενου:.

Θα μελετήσουμε τώρα συστήματα που η ταλάντωση ξεκινά εξαιτίας μίας κρούσης ή έχουμε ήδη μία

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

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Ποιο είναι το πλάτος της ταλάντωσης ;

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

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ

Physics by Chris Simopoulos

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 «Ταλαντώσεις»

ΕΡΓΟ - ΕΝΕΡΓΕΙΑ F 2 F 3 F 1 F 4

Transcript:

Ταλάντωση με την βοήθεια σταθερής δύναμης. 1. Σε σώμα μάζας m = kg ου ηρεμεί σε λείο οριζόντιο είεδο δεμένο στο ένα άκρο οριζόντιου ελατηρίου σταθερά k = N/m, όως στο σχήμα ασκούμε σταθερή δύναμη μέτρου 4 N έτσι ώστε το ελατήριο να ειμηκύνεται, μέχρι την θέση x 1 =,1 m και μετά η σταθερή δύναμη καταργείται. Ως χρονική στιγμή t =, λαμβάνουμε την στιγμή κατάργησης της δύναμης. Να βρείτε: α. Το λάτος της ταλάντωσης β. την χρονική εξίσωση της αομάκρυνσης θεωρώντας θετική τη φορά της δύναμης γ. την ταχύτητα της στιγμή κατάργησης της δύναμης δ. το λόγο του έργου της δύναμης ρος το έργο της δύναμης του ελατηρίου. Λύση α. Η δύναμη ροσφέρει στο σύστημα μέσω του έργου της ενέργεια, η οοία είναι και η ενέργεια της ταλάντωσης ου θα εκτελέσει μετά την ελ (+) κατάργηση της το σύστημα. Άρα: x 1 1 x1 4,1 x1 DA x1 A = A A =,m D β. Η θέση ισορροίας της ταλάντωσης για οριζόντιο ελατήριο ταυτίζεται με την θέση φυσικού μήκους του ελατηρίου. Η ταλάντωση μας αρχίζει τη στιγμή ου το σώμα βρίσκεται στη θέση x 1 =,1 m, οότε έχουμε αρχική φάση. Για t = έχουμε: x x A x 1 1 1 x,1 A, 5 5 αοδεκτή λύση είναι αυτή ου για t = θα μας δώσει υ >. ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U. 1

5 άρα φ = Για την ταλάντωση αυτή ισχύει k D k m k ω= ω = 1 m Άρα x A ( t ) x =,ημ(1t + ) (S.I.) γ. Η εξίσωση της ταχύτητας είναι: ( t ) έχουμε την ταχύτητα τη στιγμή έναρξης της ταλάντωσης. =συν(1t + ) (S.I.) οότε αν θέσουμε t = t = : 3 υ = συν( ) υ = m υ = 3. Το ερώτημα αυτό θα μορούσε να ααντηθεί και με εφαρμογή της Α.Δ.Ε. για την ταλάντωση την t = ή ακόμη και με το Θ.Μ.Κ.Ε. αό την στιγμή εφαρμογής της δύναμης μέχρι την κατάργηση της. δ. Το έργο της δύναμης είναι: x1 = 4J ενώ το έργο της δύναμης του ελατηρίου είναι: 1 1 U U U kx1, 1 = 1J άρα 4 1 4 Σημείωση: Οι ενεργειακές μεταβολές ου συνέβησαν εδώ είναι οι εξής: Η δύναμη ροσέφερε ενέργεια μέσω του έργου της στο σύστημα ελατηρίου μάζας αό τα οοία τα 3 J έχουν μετατραεί σε κινητική ενέργεια και 1 J μέσω της δύναμης του ελατηρίου έχουν μετατραεί σε ενέργεια αραμόρφωσης του ελατηρίου. ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U.

Ταλάντωση με την βοήθεια σταθερής δύναμης ου καταργείται στο άκρο.. Σε σώμα μάζας m = 1 kg ου ηρεμεί σε λείο οριζόντιο είεδο δεμένο στο ένα άκρο οριζόντιου ελατηρίου σταθερά k = 1 N/m, όως στο σχήμα ασκούμε σταθερή δύναμη μέτρου 1 N, έτσι ώστε το ελατήριο να ειμηκύνεται, μέχρι το σώμα να ακινητοοιηθεί στιγμιαία και μετά η σταθερή δύναμη καταργείται. Ως χρονική στιγμή t =, λαμβάνουμε την στιγμή κατάργησης της δύναμης. Να βρείτε: α. Το λάτος της ταλάντωσης β. την χρονική εξίσωση της αομάκρυνσης θεωρώντας θετική τη φορά της δύναμης γ. το ρυθμό μεταβολής της ορμής όταν ερνά αό τη θέση φυσικού μήκους του ελατηρίου. δ. τη χρονική στιγμή ου ερνά για ρώτη φορά αό τη θέση φυσικού μήκους του ελατηρίου. Λύση α. Η δύναμη ροσφέρει στο σύστημα μέσω του έργου της ενέργεια, η οοία είναι και η ενέργεια της ταλάντωσης ου θα εκτελέσει μετά την κατάργηση της το σύστημα, αλλά εειδή ασκείται μέχρι να ακινητοοιηθεί το σώμα σημαίνει ότι φτάνει ως το άκρο της ταλάντωσης ου εκτελέσει μετά την κατάργηση της δύναμης το σύστημα. Άρα: 1 1 DA A A =,m. D 1 ελ A (+) Στο ίδιο αοτέλεσμα μορούμε να καταλήξουμε και με εφαρμογή του Θ.Μ.Κ.Ε. αλλά με λίγες αραάνω ράξεις. 1 1 w A ( k( ) k ) mga 1 1 1 1 A k ka k A k mga A ka k A mga (1) Στη Θ.Ι ισχύει: mg k mg () και τελικά αό τις δύο σχέσεις () 1 1 (1) A ka mga mga A ka A k A =,m. ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U. 3

β. Η ταλάντωση μας αρχίζει τη στιγμή ου το σώμα βρίσκεται στη θέση x = +Α, οότε έχουμε αρχική φάση. Για t = έχουμε: x A 1 φ =. Για την ταλάντωση αυτή ισχύει k D k m k m ω = 1 Άρα x A ( t ) x =,ημ(1t + ) (S.I.) γ. Στη έχουμε x = Δl αφού θετική είναι η φορά ρος τα κάτω. Αό τη () mg k,1m Άρα dp Dx 1 (,1) dp kg m = 1 Εειδή η. του ελατηρίου είναι μία ειδική θέση για την ταλάντωση μορούμε αυτό το ερώτημα να το ααντήσουμε διαφορετικά. dp w dp mg dp kg m = 1 δ. Αό τη χρονοεξίσωση αραάνω θέτουμε 1 x, (1t ),1 (1t ) 1t 1t 1 4 t 7 1 4 t άρα για ρώτη φορά t 4 t = 15 ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U. 4

Ταλάντωση με την βοήθεια δύναμης σταθερής κατεύθυνσης μεταβαλλόμενου μέτρου. 3. Σε σώμα μάζας m = 1 kg ου ηρεμεί σε λείο οριζόντιο είεδο δεμένο στο ένα άκρο οριζόντιου ελατηρίου σταθερά k = 1 N/m, όως στο σχήμα ασκούμε δύναμη με μέτρο ου δίνεται αό τη σχέση 3 1x (S.I.) έτσι ώστε το ελατήριο να ειμηκύνεται, μέχρι την θέση x 1 =, m και μετά η δύναμη καταργείται. Ως χρονική στιγμή t =, λαμβάνουμε την στιγμή κατάργησης της δύναμης. α. Να βρεθεί το λάτος της ταλάντωσης του σώματος μετά την κατάργηση της δύναμης. β. Να γραφεί η εξίσωση της αομάκρυνσης μετά την κατάργηση της δύναμης, θεωρώντας ως θετική την φορά της δύναμης. γ. να βρείτε το χρόνο ου χρειάστηκε για να ξαναεράσει το σώμα αό την θέση x 1 =, m. δ. να βρείτε το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας καθώς το σώμα ξαναερνά αό τη θέση κατάργησης της δύναμης. Λύση α. Η δύναμη ροσφέρει στο σύστημα μέσω του έργου της ενέργεια, η οοία είναι και η ενέργεια της ταλάντωσης ου θα εκτελέσει μετά την ελ (+) κατάργηση της το σύστημα. Εειδή το μέτρο της μεταβάλλεται το έργο x 1 της υολογίζεται με εμβαδομέτρηση, αό τη θέση x = έως τη θέση x 1 =, m. Έχουμε: για x = = 3 N και για x =, m = 5 N οότε σχηματίζεται το διλανό τραέζιο. (N) 5 Άρα: 3 5 εμβ.=, E = 8J και 3 1 E E ka A k A =,4m, x (m) ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U. 5

β. Η θέση ισορροίας της ταλάντωσης για οριζόντιο ελατήριο ταυτίζεται με την θέση φυσικού μήκους του ελατηρίου. Η ταλάντωση μας αρχίζει τη στιγμή ου το σώμα βρίσκεται στη θέση x =, m, οότε έχουμε αρχική φάση. x x A x 1 1 1 x, A, 4 5 5 αοδεκτή λύση είναι αυτή ου για t = θα μας δώσει υ >. 5 άρα φ = Για την ταλάντωση αυτή ισχύει k D k m k ω= ω = 1 m Άρα x A ( t ) x =,4ημ(1t + ) (S.I.) γ. Για να βρούμε την χρονική στιγμή ου το σώμα ξαναερνά αό τη θέση x 1 =, m, θέτουμε την τιμή αυτή στην εξίσωση ου βρήκαμε αραάνω και ροκύτει: 1 1t + t x =,4ημ(1t + ), =,4ημ(1t + ) 5 1 4 1t + t 4 Άρα για ρώτη φορά μετά την t = έχουμε t 1 t = 15 δ. Για το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας έχουμε: dk dx dk Dx 1 1 (1) Για να βρούμε την αλγεβρική τιμή της ταχύτητας στην θέση x 1 =, m θέτουμε στην εξίσωση της ταχύτητας 4συν(1t + ) (S.I.) την χρονική στιγμή t 1 15 και ροκύτει: ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U.

5 4συν(1 + ) = 4συν( + ) = 4συν( ) 15 3 m υ = 3 και αό την (1) έχουμε: dk 1, ( 3) dk J = 4 3 ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U. 7

Ταλάντωση με την βοήθεια δύναμης σταθερής κατεύθυνσης μεταβαλλόμενου μέτρου ου ροκαλεί σταθερή ειτάχυνση. 4. Σε σώμα μάζας m = kg ηρεμεί σε λείο κεκλιμένο είεδο, με γωνία κλίσης φ = 3 ο δεμένο στο ένα άκρο του ελατηρίου σταθεράς k = N/m, όως στο σχήμα (το άλλο άκρο είναι ακλόνητα δεμένο στην κορυφή του κεκλιμένου ειέδου). Ασκούμε μέσω νήματος, δύναμη, αράλληλη με το κεκλιμένο είεδο και φορά ρος τα φ ( κάτω, με αοτέλεσμα το σώμα να κινείται με σταθερή ειτάχυνση, μέτρου 7,5 m/. Το νήμα έχει όριο θραύσης θρ = 5N. Η δύναμη ασκείται μέχρι να σάσει το νήμα. Ως χρονική στιγμή t =, λαμβάνουμε την στιγμή κατάργησης της δύναμης. α. να βρείτε την εξίσωση της δύναμης και την αομάκρυνση αό τη θέση ισορροίας τη στιγμή ου σάει το νήμα. β. να βρείτε το λάτος της ταλάντωσης γ. να γράψετε την εξίσωση της αομάκρυνσης αό τη θέση ισορροίας θεωρώντας θετική την φορά ρος τα κάτω. Δίνεται g = 1 m/. Λύση α. Το σώμα ισορροεί αρχικά και ισχύει Εειδή έχουμε σταθερή ειτάχυνση ισχύει: w x k mg (1). ελ Η δύναμη ροκαλεί στο σώμα σταθερή ειτάχυνση οότε ισχύει: Δl w x m wx m k( x) mg m (1) φ ( kx m kx m = x +15 (S.I.). Το νήμα σάει όταν x 15 5 x =,5m ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U. 8

β. Η δύναμη ροσφέρει στο σύστημα μέσω του έργου της ενέργεια, η οοία είναι και η ενέργεια της ταλάντωσης ου θα εκτελέσει μετά την κατάργηση της το σύστημα. (N) 5 15 Έχουμε: για x = = 15 N και για x =,5 = 5 Ν οότε σχηματίζεται το διλανό τραέζιο.,5 x (m) Άρα: 15 5 εμβ.=, 5 E = 1J, και 1 E DA A D A =,1m. γ. Η ταλάντωση μας αρχίζει τη στιγμή ου το σώμα βρίσκεται στη θέση x 1 =,5 m, οότε έχουμε αρχική φάση. x1 1 Για t = έχουμε: x x1 A x1 A 5 5 αοδεκτή λύση είναι αυτή ου για t = θα μας δώσει υ >. 5 άρα φ = Για την ταλάντωση αυτή ισχύει k D k m k ω= ω = 1 m Άρα x A ( t ) x =,1ημ(1t + ) (S.I.) ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 97 11 71, 9753.U. 9