mg ηµφ Σφαίρα, I = 52

Σχετικά έγγραφα
ΚΥΛΙΣΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΠΛΑΓΙΟΥ ΕΠΙΠΕΔΟΥ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού - µέρος ΙΙ Ενδεικτικές Λύσεις Κυριακή 28 Φλεβάρη 2016 Θέµα Α

Συνταγολόγιο Φυσικής Μηχανική Στερεού Σώµατος. Επιµέλεια: Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, MSc Φυσικός.

Κυλιόµενος κύλινδρος πέφτει πάνω σε οριζόντιο στερεωµένο ελατήριο. 3 m/sec. Να εξετάσετε στην περίπτωση αυτή αν, τη

ιονύσης Μητρόπουλος Ζ Ο

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

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού Σώµατος Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Κινητική ενέργεια κύλισης

Πανελλήνιες Εξετάσεις - 22 Μάη Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Β

Κύληση. ΦΥΣ Διαλ.33 1

Μελέτη στροφικής κίνησης µε στιγµιαίο άξονα

Κ τελ Κ αρχ = W αντλ. + W w 1 2 m υ2-0 = W αντλ. - m gh W αντλ. = 1 2 m υ2 + m gh. Άρα η ισχύς της αντλίας είναι: dw m υ + m g h m υ + g h

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

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

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

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

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού - µέρος ΙΙ

Β. Σωστή απάντηση είναι η γ. Οι θέσεις των δεσµών στον θετικό ηµιάξονα είναι: χ = (κ + 1) λ 4 δεύτερος δεσµός είναι στη θέση που προκύπτει για κ = 1 δ

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ ΚΑΙ ΣΤΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗΣ. Η στροφορμή ενός στερεού σώματος είναι μηδενική, όταν το σώμα δεν περιστρέφεται.

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Η ενέργεια ταλάντωσης ενός κυλιόμενου κυλίνδρου

Μηχανική Στερεού Ασκήσεις Εμπέδωσης

Το Θ.Μ.Κ.Ε. και η σύνθετη κίνηση

Α. Ροπή δύναµης ως προς άξονα περιστροφής

Διαγώνισμα Μηχανική Στερεού Σώματος

Σχολική Χρονιά Πανελλήνιες Πανελλήνιες Εξετάσεις - 12 Ιουνίου Φυσική Θετικού Προσανατολισµού Ενδεικτικές Λύσεις.

Μηχανικό Στερεό. Μια εργασία για την Επανάληψη

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Β ΦΑΣΗ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ΕΡΩΤΗΣΗ Α1 Α2 Α3 Α4 ΑΠΑΝΤΗΣΗ δ β β γ.

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

Ασκήσεις στροφικής κίνησης στερεού σώµατος

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

Β. Συµπληρώστε τα κενά των παρακάτω προτάσεων

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2013 ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

F r. 1

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ

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

Γιο Γιο σε Τροχαλία και μια Ολίσθηση που μετατρέπεται σε Κύλιση

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΕΡΕΟ. ΘΕΜΑ Α (μοναδες 25)

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2004

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

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

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ιαγώνισµα Α Τάξης Ενιαίου Λυκείου Τετάρτη 8 Απρίλη 2015 υναµική - Ενέργεια Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Κεφάλαιο 10 Περιστροφική Κίνηση. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

2ο ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 4 εκέµβρη 2016 Φυσική Προσανατολισµού - Μηχανική - ΙΙ. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 23/9/2015 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

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

ÔÏÕËÁ ÓÁÑÑÇ ÊÏÌÏÔÇÍÇ

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 5 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2017: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 22 Απριλίου 2012 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Μηχανική Στερεού Σώματος. Σάββατο 24 Φεβρουαρίου Θέμα 1ο

2ο Επαναληπτικό ιαγώνισµα Γ Τάξης Ηµερησίου Γενικού Λυκείου Παρασκευή 1 Μάη 2015 Εξεταζόµενο Μάθηµα: Φυσική. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α.

Θ.Μ.Κ.Ε. ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΤΗ ΚΙΝΗΣΗ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α. 1. Δ 2. Α 3. Β 4. Α 5. Α Β. 1.Λ 2.Λ 3.Λ 4.Σ 5.Λ Ν 1 Ν 2

ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΣΤΕΡΕΟ ΣΩΜΑ

= = = = 2. max,1 = 2. max,2

i. 11 ii. 10 iii. 9 iii. 4πΑ ii. 2πΑ i. 3 Λ

Ροπή αδράνειας. q Ας δούµε την ροπή αδράνειας ενός στερεού περιστροφέα: I = m(2r) 2 = 4mr 2

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού Σώµατος

Τυπολόγιο Κινήσεων 1. Πίνακας 1 - Τυπολόγιο Κινήσεων Τύπος Μας δίνει Παρατηρήσεις Ορισμοί βασικών μεγεθών. Ορισμός Μετατόπισης

Οι δίσκοι και η ροπή της τριβής

Μερικοί µύθοι για την ΤΡΙΒΗ.

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

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

τους: =. Το αποτέλεσµα δηλαδή της αλληλεπίδρασής τους περιγράφεται από

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

Πανελλήνιες Εξετάσεις - 29 Μάη Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Β

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού Σώµατος

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

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

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ 14/4/2019

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

mu R mu = = =. R Γενική περίπτωση ανακύκλωσης

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

από τον κατακόρυφο τοίχο, της οποίας ο φορέας είναι οριζόντιος και την δύναµη επα φής N!

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 22 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Τα σώματα τα έχουμε αντιμετωπίσει μέχρι τώρα σαν υλικά σημεία. Το υλικό σημείο δεν έχει διαστάσεις. Έχει μόνο μάζα.

Πανελλήνιες Εξετάσεις - 10 Ιούνη Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Β

Physics by Chris Simopoulos

Προσδιορισμός Ροπής Αδράνειας με φωτοπύλες και ηλεκτρονικό χρονόμετρο

Σχολική Χρονιά Πανελλήνιες Πανελλήνιες Εξετάσεις - 13 Ιουνή Φυσική Θετικού Προσανατολισµού Ενδεικτικές Λύσεις.

Φυσική Γ Λυκείου Στερεό Σώµα KI

6ο Πρόχειρο Τεστ Γ Τάξης Λυκείου Θεµελιώδης Νόµος Στροφικής Κίνησης Σύνολο Σελίδων: πέντε (5) - ιάρκεια Εξέτασης: 90 min Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο:

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2004

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α. (α) υ 2 = 0

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟΥ ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Διδάσκοντες: Βαρσάμης Χρήστος, Φωτόπουλος Παναγιώτης

Επομένως η ενέργεια του κυκλώματος μειώθηκε κατά 2

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

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

π Για το κύκλωµα C ισχύει: Ι = ω Q Ι = T Q. π Όµως: Ι = Ι T Q π = T Q Q T = Q T Q = 4 Q. B. ΣΣωσσττήή εεί ίίννααι ιι ηη γγ. Για το κύκλωµα C ισχύει: Ε

Τελική Εξέταση Φυσικής Α Λυκείου Κυριακή 11 Μάη 2014 Σύνολο Σελίδων : (7) Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Α

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

7ο ιαγώνισµα - Μηχανική Στερεού Σώµατος ΙΙ

Διαγώνισμα Φυσικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 13 ΙΟΥΝΙΟΥ 2018 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Transcript:

Μελέτη της κίνησης ενός σώµατος που µπορεί να κυλάει σε κεκλιµένο επίπεδο (π.χ. σφόνδυλος, κύλινδρος, σφαίρα, κλπ.) Τ mg συνφ Κ Ν mg ηµφ Το σώµα του σχήµατος έχει µάζα m, ακτίνα και µπορεί να είναι: Σφόνδυλος (στεφάνη), I = m Κύλινδρος ή δίσκος, I = m Σφαίρα, I = 5 m φ Γενικά, ένα σώµα ικανό να κυλάει, µε ροπή αδράνειας _I = λ m _ ως προς άξονα που διέρχεται από το κέντρο µάζας Κ όπου λ κάποιος αριθµητικός συντελεστής. Το κεκλιµένο επίπεδο παρουσιάζει συντελεστή τριβής µ (έστω µ ορ µ ολ =µ) και γωνία κλίσης φ. Υποθέτουµε ότι το σώµα είναι ακίνητο αρχικά και το αφήνουµε ελεύθερο να κινηθεί. Θα προσδιορίσουµε διάφορα στοιχεία της κίνησής του, µετά από µετακίνηση S κατά µήκος του κεκλιµένου, ή αφού θα έχει κατέβει κατά ύψος από τη αρχική θέση. Προφανώς ισχύει: _Η=S ηµφ_ Για µικρές γωνίες κλίσης το σώµα µπορεί να κυλάει χωρίς ολίσθηση. Στην περίπτωση αυτή ή τριβή Τ είναι στατική και ισχύει Τ µ Α (η ισότητα οριακά). Για µεγαλύτερες γωνίες θα περιστρέφεται, γλιστρώντας ταυτόχρονα πάνω στο κεκλιµένο. Τότε έχουµε τριβή ολίσθησης που είναι Τ = µ Α. Αφού η κίνηση είναι ευθύγραµµη ισχύει ΣF y = 0 Ν = mg συνφ και τελικά η τριβή είναι: Στατική τριβή: _Τ µ m g συνφ_, ή τριβή ολίσθησης: _Τ = µ m g συνφ_ S φ Η κίνηση του σώµατος είναι σύνθετη, συνδυασµός µεταφορικής κίνησης του κέντρου µάζας Κ και στροφικής ως προς άξονα που διέρχεται από αυτό. Ονοµάζουµε S, υ, α τα γραµµικά στοιχεία (µετατόπιση, ταχύτητα, επιτάχυνση) της µεταφορικής κίνησης και S, υ, α τα γραµµικά στοιχεία της κυκλικής κίνησης των σηµείων της περιφέρειας του σώµατος. Tα τελευταία σχετίζονται µε τα αντίστοιχα γωνιακά µεγέθη θ, ω, α γων της στροφικής κίνησης. Έτσι έχουµε: Μεταφορική κίνηση Στροφική κίνηση Κύλιση (υ = υ ) Ολίσθηση περιστροφή S S = θ S = S = θ S > S υ υ = ω υ = υ = ω υ > υ α α = α γων α = α = α γων α > α Τα διαθέσιµα εργαλεία είναι: Οι νόµοι του Νεύτωνα ή οι γενικευµένες µορφές. Οι εξισώσεις της κινηµατικής αφού οι κινήσεις είναι οµαλά µεταβαλλόµενες. Η αρχή διατήρησης µηχανικής ενέργειας (Α ΜΕ) όταν δεν έχουµε ολίσθηση. Το θεώρηµα µεταβολής της κινητικής ενέργειας (ΘΜΚΕ).

Α. Το σώµα κυλίεται χωρίς ολίσθηση Ζητάµε την ταχύτητα υ µετά από µετατόπιση S (ή απώλεια ύψους Η) ος ΤΡΟΠΟΣ: Με τους νόµους του Νεύτωνα και τις εξισώσεις της κινηµατικής ΣF = m α _m g ηµφ T = m α_ () Στ = Ι α γων Τ = λ m α/ _T = λ m α_ () (α γων = α / = α / ) Από τις σχέσεις () και () προκύπτουν η επιτάχυνση α του κέντρου µάζας και η στατική τριβή Τ: ηµφ m ηµφ α= (3) και T= (4) Από τις εξισώσεις τώρα της οµαλά µεταβαλλόµενης κίνησης έχουµε: S = α t υ = α t t = α S= υ (5) ή αλλιώς υ= α S (6) α / υ Και τελικά από τις σχέσεις (3) και (6) βρίσκουµε την ταχύτητα υ του κέντρου µάζας: ηµφ S υ= (7) ή υ= (8) Παραδείγµατα Σφόνδυλος (λ = ) α = g ηµφ Τ = m g ηµφ υ= Κύλινδρος (λ = / ) α = 3 g ηµφ Τ = 3 m g ηµφ υ= 3 4 Σφαίρα (λ = / 5 ) α = 75 g ηµφ Τ = 7 m g ηµφ υ= 7 g Παρατήρηση : Αφού έχουµε σταθερές δυνάµεις και ροπές, θα µπορούσαµε να χρησιµοποιήσουµε εναλλακτικά τη γενικευµένη µορφή των νόµων του Νεύτωνα για όλη τη διάρκεια t της κίνησης: dp P ΣF = = (m ηµφ T) t= m υ (9) και: dt t Στ= dl dt = L t _T t = λ m υ_ (0) T t= I ω ω= υ = υ T t= m Για να µπει στη λύση η µετατόπιση S πάλι χρειαζόµαστε κινηµατική, αλλά τώρα δεν χρειάζεται η επιτάχυνση α. Μπορούµε λοιπόν εναλλακτικά να χρησιµοποιήσουµε τη υαρχ. υτελ. µέση ταχύτητα, η οποία στην οµαλά µεταβαλλόµενη κίνηση είναι: υ= + Έτσι έχουµε: υ

S 0+ υ S 0 υ= = _ S = υ t_ () t t Από τις σχέσεις (9), (0) και () µπορούµε τώρα να υπολογίσουµε τα µεγέθη Τ, t και την ζητούµενη ταχύτητα υ. Παρατήρηση : Αν το επίπεδο ήταν λείο, δηλαδή µ=0 και Τ=0, τότε θα είχαµε µόνο ολίσθηση και όχι περιστροφή, δηλαδή µόνο τη µεταφορική κίνηση: ΣF = m α m g ηµφ = m α οπότε: _α = g ηµφ_ και υ= για όλα τα σώµατα. ος ΤΡΟΠΟΣ: Με τη διατήρηση της µηχανικής ενέργειας m g + 0 = 0 + m υ + I ω m g = m υ + λ m υ² / ² () (ω = υ / = υ / ) και µε πράξεις βρίσκουµε πάλι: υ= Παρατήρηση : Μπορούµε έναλλακτικά να χρησιµοποιήσουµε το θεώρηµα µεταβολής της κινητικής ενέργειας ως εξής: Μεταφορική κίνηση: ΣW F = K µετ. _m g ηµφ S T S = m υ 0_ (3) Στροφική κίνηση: ΣW τ = K περ. Τ θ = I ω 0 _+ T S = Ι ω _ (4) (θ = S / = S / ) Παρατηρήστε ότι η στατική τριβή Τ δεν παίζει συνολικά ρόλο, λειτουργεί όµως σαν «συνδετικός κρίκος» ανάµεσα στις δύο επιµέρους κινήσεις. Μεταφέρει δηλαδή ενέργεια από τη µία κίνηση στην άλλη. Αφαιρεί µέσω του έργου T S από την µεταφορική κίνηση και την προσφέρει µέσω του έργου της ροπής της Τ θ στην στροφική κίνηση. Έτσι, η προσφερόµενη από το έργο του βάρους ενέργεια m g ηµφ S, µε άλλα λόγια η αρχική δυναµική ενέργεια m g, µοιράζεται στις δύο κινήσεις. Πράγµατι µε πρόσθεση των (3) και (4) παίρνουµε: m g ηµφ S = m υ + I ω που εκφράζει την Α ΜΕ. Καταλήγουµε δηλαδή πάλι στην σχέση (8). Παρατήρηση : Η τιµή της ροπής αδράνειας καθορίζει σε ποιό ποσοστό θα µοιραστεί η αρχική δυναµική ενέργεια σε κάθε επιµέρους κίνηση. Πράγµατι µε τη βοήθεια της (8): Κ µετ. = m υ m K µετ. = ή U K περ. = και U K περ. = 3

Έτσι, στα τρία παραδείγµατα έχουµε: Κ µετ. Κ περ. Σφόνδυλος (λ = ) 50% U 50% U Κύλινδρος (λ = / ) 66,7% U 33,3% U Σφαίρα (λ = / 5 ) 7,4% U 8,6% U Β. Οριακή κατάσταση κύλισης Ζητάµε την µέγιστη γωνία φ ορ. για την οποία έχουµε κύλιση Για να έχουµε κύλιση χωρίς ολίσθηση θα πρέπει να µην ξεπερνάει η στατική τριβή το όριό της. Να ικανοποιείται δηλαδή η συνθήκη _Τ µ m g συνφ_ όπου η ισότητα ισχύει οριακά και από εκεί θα βρούµε και τη ζητούµενη µέγιστη γωνία φ. Από τους νόµους του Νεύτωνα για τη µεταφορική και τη στροφική κίνηση, σχέσεις () και (), είχαµε υπολογίσει τη στατική τριβή (3): m ηµφ Τ= Η σχέση αυτή µε τη βοήθεια και της συνθήκης κύλισης δίνει: m ηµφ µ m g συνφ εφφ µ και εφφ ορ. = µ (5) λ λ Μέγιστη γωνία κύλισης στα παραδείγµατα εφφ ορ. (ενδεικτικά) φ ορ. για µ=0, Σφόνδυλος (λ = ) εφφ ορ. = µ ~ º Κύλινδρος (λ = / ) εφφ ορ. = 3 µ ~ 3º Σφαίρα (λ = / 5 ) εφφ ορ. = 3,5 µ ~ 35º 4

Γ. Το σώµα ολισθαίνει και περιστρέφεται Μετά από µετατόπιση S (ή απώλεια ύψους Η) ζητάµε: την ταχύτητα υ, τη γωνία στροφής θ και τη γωνιακή ταχύτητα ω τη θερµότητα Q που εκλύεται λόγω της ολίσθησης Στην περίπτωση αυτή η µετατόπιση, η ταχύτητα και η επιτάχυνση της µεταφορικής κίνησης διαφέρουν, όπως είπαµε και στην αρχή, από τα αντίστοιχα γραµµικά στοιχεία της στροφικής κίνησης των σηµείων της περιφέρειας του σώµατος. Ισχύουν δηλαδή: S > S = θ υ > υ = ω α > α = α γων Επίσης, έχουµε τώρα τριβή ολίσθησης _Τ = µ m g συνφ_ ίδια για όλα τα σώµατα. ος ΤΡΟΠΟΣ: Με τους νόµους του Νεύτωνα και τις εξισώσεις της κινηµατικής Νόµοι Νεύτωνα: ΣF = m α m g ηµφ µ m g συνφ = m α _α = g (ηµφ µ συνφ)_ (6) Στ = Ι α γων µ m g συνφ = λ m α γων Κινηµατική: S = α t υ = α t υ = α S α γων µ συνφ = (7) (6) υ S = g (ηµφ µ συνφ) S = Η ηµφ (εφφ µ) υ= (8) εφφ Ο χρόνος κίνησης είναι: t = υ S / α t= οπότε βρίσκουµε (ηµφ µ συνφ) τα γωνιακά µεγέθη θ και ω: θ = α γων t µ S µ S θ= ή S = θ = (9) (εφφ µ) (εφφ µ) ω = α γων t µ ω= (0) εφφ (εφφ µ) Παρατήρηση: Μπορούµε επίσης, µε απαλειφή του χρόνου t, να υπολογίσουµε τα γωνιακά µεγέθη θ και ω από τις σχέσεις: θ = α γων t S = α t θ = α γων /α S και: ω = α γων t υ = α t ω = α γων /α υ 5

Η θερµότητα που αναπτύσσεται κατά την κάθοδο µπορεί να βρεθεί είτε από τη µεταβολή της µηχανικής ενέργειας: είτε από το έργο της τριβής ολίσθησης: Q = U πάνω K ολ, κάτω Q = W T = T (S S ) Πιο κάτω θα ασχοληθούµε αναλυτικότερα µε ενεργειακούς υπολογισµούς. ος ΤΡΟΠΟΣ: Με το ΘΜΚΕ και τους νόµους του Νεύτωνα στη γενικευµένη τους µορφή (ή τις εξισώσεις της κινηµατικής) ΣW F = K µετ. _m g ηµφ S µ m g συνφ S = m υ 0 () ΣW τ = K περ. µ m g ηµφ θ = I ω 0 () ή αλλιώς: _+ µ m g συνφ S = Ι ω _ (α) Παρατηρήστε ότι η τριβή µεταφέρει τώρα στη στροφική κίνηση λιγότερη ενέργεια από αυτή που αφαιρεί από τη µεταφορική κίνηση (S < S). Αυτή ακριβώς η διαφορά είναι η θερµότητα που εκλύεται λόγω της ολίσθησης. Από την () βρίσκουµε την ταχύτητα υ: υ= (εφφ µ) εφφ Επίσης: dp P ΣF = = _(m g ηµφ µ m g συνφ) t = m υ 0 (3) και: dt t dl L Στ = = _µ m g ηµφ t = I ω 0_ (4) dt t Έτσι, από (3), (4) βρίσκουµε τη γωνιακή ταχύτητα ω (και το χρόνο t της κίνησης αν µας χρειάζεται) και από () τη γωνία στροφής θ. Εναλλακτικά, τον χρόνο t της κίνησης, µπορούµε να τον βρούµε και από τη σχέση της µέσης ταχύτητας S = υ / t Υπολογισµός της θερµότητας που ελευθερώνεται κατά την ολίσθηση (9) µ Q = W T = T (S S ) Q= µ m συνφ S (εφφ µ) µ µ Q = m (5) εφφ (εφφ µ) ή αλλιώς: 6

. Συγκριτικοί πίνακες για την κίνηση στο κεκλιµένο. Κύλιση χωρίς ολίσθηση Σφόνδυλος λ= Κύλινδρος λ=0,5 Σφαίρα λ=0,4 () εφφορ Τ α υ α γων ω θ S µ 0,50 mgηµφ 0,50 gηµφ g 3µ 0,33 mgηµφ 0,67 gηµφ,5 g 3,5µ 0,9 mgηµφ 0,7 gηµφ,0 g Κ µετ. Κ περ. Q α / υ / S / S 50 % 50 % 0 % α / υ / S / S 66,7 % 33,3 % 0 % α / υ / S / S 7,4 % 8,6 % 0 % () Π.χ. αν µ=0, τότε οι αντίστοιχες οριακές γωνίες για κύλιση είναι, όπως είδαµε: ~ º για το σφόνδυλο, ~ 3º για τον κύλινδρο και ~ 35º για τη σφαίρα.. Ολίσθηση µε ταυτόχρονη περιστροφή Για ευκολότερη σύγκριση θα χρησιµοποιήσουµε τις τιµές: _εφφ=5 µ και _εφφ=6 µ_ Σφόνδυλος λ= Κύλινδρος λ=0,5 Σφαίρα λ=0,4 Τ 0, mgσυνφ α g (ηµφ-µσυνφ),6,33 (3) υ () αγων g g () ω () θ () S (3) Κµετ. α γων ω θ S α γων ω θ S,5 α γων,5 ω,5θ,5 S 80 % 87,5 % Κ περ. 5 %,4 % 0 %,8 %,5 % 3,5 % Q 5 %, % 0 % 9,7 % 7,5 % 9 % () Οι τιµές των µεγεθών της στροφικής κίνησης για το σφόνδυλο (λ=) είναι: α γων = µgσυνφ Όταν _εφφ=5 µ_ τότε: Όταν _εφφ=6 µ_ τότε: g µ ω = µ θ = S = S εφφ(εφφ µ) εφφ µ ω = 0,3 g θ = S = 0,5 S ω = 0,6 g θ = S = 0,0 S (3) Οι τιµές των υ και Κµετ. της µεταφορικής κίνησης για όλα τα σώµατα είναι: g(εφφ µ) εφφ µ υ= Κ µετ. = U εφφ εφφ 7