Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

Σχετικά έγγραφα
ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ-ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ ΓΙΑΝΝΗΣ-KΥΡΙΑΚΑΚΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ

2 ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στο 1 ο κεφάλαιο Φυσικής Θετικής Τεχνολογικής Κατεύθυνσης (Μηχανικές και Ηλεκτρικές ταλαντώσεις)

ΘΕΜΑ A Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Το ιδανικό κύκλωμα LC του σχήματος εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις, με περίοδο

α) = β) Α 1 = γ) δ) Μονάδες 5

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

Προτεινόμενα θέματα Πανελλαδικών εξετάσεων. Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης ΕΛΛΗΝΟΕΚΔΟΤΙΚΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 3 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1η (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 21/10/12

β. ίδια κατεύθυνση με το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας της Α διπλάσιο από το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας της Β

ΘΕΜΑ 1ο = = 3.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

1. Ιδανικό κύκλωμα LC εκτελεί ηλεκτρικές ταλαντώσεις και η χρονική εξίσωση του φορτίου του πυκνωτή

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

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

AΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 10 ΙΟΥΝΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ : ΦΥΣΙΚΗ

Σύνθεση ή σύζευξη ταλαντώσεων;

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΘΕΜΑ 1ο 1.1 Να γράψετε στο τετράδιό σας τα φυσικά μεγέθη από τη Στήλη Ι και, δίπλα σε καθένα, τη μονάδα της Στήλης ΙΙ που αντιστοιχεί σ' αυτό.

Το χρονικό διάστημα μέσα σε μια περίοδο που η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου αυξάνεται ισούται με:

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΠΑΛ (ΟΜΑ Α Β ) 2010

1. Ένα σώμα μάζας είναι στερεωμένο στην άκρη οριζοντίου ιδανικού ελατηρίου, του οποίου το άλλο άκρο είναι ακλόνητα στερεωμένο.

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΘΕΜΑΤΑ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ 4/11/2012

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ. γ. υ = χ 0 ωσυνωt δ. υ = -χ 0 ωσυνωt. Μονάδες 5

Μονάδες Δίνεται ότι το πλάτος μιας εξαναγκασμένης μηχανικής ταλάντωσης με απόσβεση υπό την επίδραση μιάς εξωτερικής περιοδικής δύναμης

δ. έχουν πάντα την ίδια διεύθυνση.

στη θέση 1. Κάποια χρονική στιγμή μεταφέρουμε το διακόπτη από τη θέση 1 στη

ΘΕΜΑ 1 ο : Α. Να σημειώσετε ποιες από τις ακόλουθες σχέσεις, που αναφέρονται

Ο πυκνωτής είναι μια διάταξη αποθήκευσης ηλεκτρικού φορτίου, επομένως και ηλεκτρικής ενέργειας.

Γκύζη 14-Αθήνα Τηλ :

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Ασκήσεις Εμπέδωσης Μηχανικ ές ταλαντώέ σέις

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΑΡΧΗ ΤΗΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ-Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

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.

ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ Β ΤΑΞΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

s. Η περίοδος της κίνησης είναι:

2π 10 4 s,,,q=10 6 συν10 4 t,,,i= 10 2 ημ 10 4 t,,,i=± A,,, s,,,

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΙΩΑΝΝΗΣ ΜΠΑΓΑΝΑΣ φυσική Γ Λυκείου Θετική & Τεχνολογική Κατεύθυνση ΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΑ

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ: ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΜΑ: Γ ΣΑΞΗ ΛΤΚΕΙΟΤ

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Φυσική Γ' Θετικής και Τεχνολογικής Κατ/σης

Ασκήσεις 6 ου Κεφαλαίου

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

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΟΝΟΜ/ΜΟ: ΤΜΗΜΑ: ΘΕΜΑ 1 Ο. 1 ο κεφάλαιο: «ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ» 1.1 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση: F(N) x(m) 1.2 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση:

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΑΞΗ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 2 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Αου ΤΕΤΡΑΜΗΝΟΥ ΣΤΗ ΦΥΚΙΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΕ14 - ΕΡΓΑΣΙΑ 6 Προθεσμία αποστολής: 4/7/2006

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ. ενέργεια είναι ίση µε την κινητική ενέργεια. Σε αποµάκρυνση θα ισχύει: 1 της ολικής ενέργειας. t π cm/s.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΘΕΜΑΤΑ : ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΚΕΦΑΛΑΙΑ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 9 ΙΟΥΝΙΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ

3ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 19 Οκτώβρη 2014 Ταλαντώσεις - Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Α

[ i) 34V, 18V, 16V, -16V ii) 240W, - 96W, 144W, iii)14,4j, 96J/s ]

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 2 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

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

Θέµατα Φυσικής Θετικής & Τεχν. Κατ/νσης Γ Λυκείου 2000 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Διάρκεια 90 min. Στις ερωτήσεις 1-4 να επιλέξετε το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση:

Θέµατα Φυσικής Θετικής & Τεχν.Κατ/νσης Γ Λυκείου 2000 ÈÅÌÅËÉÏ

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ & ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Ανακτήθηκε από την ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2013 ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Μονάδες 5. Α2. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα

3. Μια ακτίνα φωτός προσπίπτει στην επίπεδη διαχωριστική επιφάνεια δύο μέσων. Όταν η

Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου 2001

ιδακτική Ενότητα: Μηχανικές Αρµονικές Ταλαντώσεις Ασκήσεις που δόθηκαν στις εξετάσεις των Πανελληνίων ως

Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ-ΟΜΟΓΕΝΩΝ 25/7/2015

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου 2001 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΘΕΜΑ Α : α V/m β V/m γ V/m δ V/m

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 25/09/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

3ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 19 Οκτώβρη 2014 Ταλαντώσεις - Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Α

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Διαγώνισμα Φυσικής κατεύθυνσης B! Λυκείου.

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Επιταχύνοντας έναν αγωγό σε μαγνητικό πεδίο

Απολυτήριες εξετάσεις Γ Τάξης Ημερήσιου Γενικού Λυκείου ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Κυκλώστε τη σωστή απάντηση

b. η ταλάντωση του σώματος παρουσιάζει διακρότημα.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Θετ.-Τεχν Κατ Ταλαντωτής εκτελεί ταυτόχρονα 2 α.α.τ με ίσες συχνότητες, πλάτη

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

t 1 t 2 t 3 t 4 δ. Η κινητική ενέργεια του σώματος τη χρονική στιγμή t 1, ισούται με τη δυναμική ενέργεια της ταλάντωσης τη χρονική στιγμή t 2.

3ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 19 Οκτώβρη 2014 Ταλαντώσεις

Physics by Chris Simopoulos

Transcript:

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο Στο σχήμα φαίνεται μια γνώριμη διάταξη δύο παράλληλων αγωγών σε απόσταση, που ορίζουν οριζόντιο επίπεδο, κάθετο σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης. Το ιδανικό πηνίο έχει συντελεστή αυτεπαγωγής, και ο η μεταλλική ράβδος ΚΛ μάζας, μπορεί να ολισθαίνει χωρίς τριβές. Την στιγμή = εκτοξεύουμε τη ράβδο με αρχική ταχύτητα υ. Οι αντιστάσεις των αγωγών και της ράβδου θεωρούνται αμελητέες. α) Να υπολογιστεί η ένταση του ρεύματος, η θέση και η ταχύτητα της ράβδου σαν συνάρτηση του χρόνου. Λύση: Κ υ F υ Σχήμα Λ Για την τυχαία χρονική στιγμή η ταχύτητα της ράβδου δίνεται από τη σχέση, = ( ) υ υ d () η οποία προκύπτει με ολοκλήρωση της, dυ = ad, όπου a = η επιτάχυνση της ράβδου, που οφείλεται στη δύναμη aplace. Για την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα την ίδια χρονική στιγμή έχουμε, d υ = d και με αντικατάσταση από την εξίσωση () προκύπτει η ολοκληρο-διαφορική εξίσωση,

με αρχικές συνθήκες, ( ) = και ( ) = υ. d υ ( ) d = d Παραγωγίζοντας την ως προς το χρόνο προκύπτει η γραμμική ομογενής Δ.Ε., με γενική λύση, d d + = (3) = csin + ccos Από τις αρχικές συνθήκες προσδιορίζουμε τις σταθερές ολοκλήρωσης, c = υ και c = Άρα η ένταση του ρεύματος μεταβάλλεται αρμονικά με το χρόνο σύμφωνα με την εξίσωση, = υ sin Αντικαθιστώντας στην () έχουμε, ή υ = υ υ sin d υ cos υ = ( ) και για τη θέση της ράβδου θεωρώντας x =, (4) (5) υ x = sin (6) Άρα η ράβδος εκτελεί αρμονική ταλάντωση γύρω από τη θέση εκτόξευσης με πλάτος, υ A = και γωνιακή συχνότητα ω =. Η δύναμη aplace αντικαθιστώντας της ένταση του ρεύματος από την εξίσωση (4) δίνεται από τη σχέση, F = υ sin

και λαμβάνοντας υπόψη τη σχέση (6), F = Η ενέργεια του συστήματος κάθε χρονική στιγμή θα είναι, x E = υ + και αντικαθιστώντας τις εκφράσεις της ταχύτητας και της έντασης του ρεύματος βρίσκουμε, E = υ όπως είναι αναμενόμενο. β) Στο αρχικό κύκλωμα συνδέουμε σε σειρά με το πηνίο, αντίσταση R (σχήμα ). Να υπολογιστούν οι εξισώσεις της έντασης του ρεύματος, της ταχύτητας και της θέσης της ράβδου σαν συνάρτηση του χρόνου. Λύση: Για την ταχύτητα της ράβδου την χρονική στιγμή ισχύει η εξίσωση (). Την R υ F Κ υ Σχήμα Λ χρονική στιγμή έχουμε, d υ R = d και αντικαθιστώντας από την () d υ ( ) d R d = (7) με αρχικές συνθήκες, περίπτωση. Παραγωγίζοντας παίρνουμε, ( ) = και ( ) = υ όπως και στην προηγούμενη 3

d R d d d + + = Η χαρακτηριστική εξίσωση της τελευταίας Δ.Ε. είναι η, (8) με ρίζες, R λ + λ+ = R R λ, = ± 4 Κρίσιμη απόσβεση R Αν = R= η χαρακτηριστική εξίσωση έχει μια διπλή 4 R ρίζα, λ = = και η λύση της διαφορικής εξίσωσης είναι της μορφής, = + ce c e Από τις αρχικές συνθήκες προσδιορίζουμε τις τιμές των σταθερών ολοκλήρωσης, c, c = υ =, οπότε η λύση είναι η, υ e = (9) Γραφική παράσταση της (9) για αριθμητικές τιμές των σταθερών ίσες με τη μονάδα Αντικαθιστώντας στην εξίσωση () υπολογίζουμε της εξίσωση της ταχύτητας, υ = + υ e () 4

Γραφική παράσταση της () για αριθμητικές τιμές των σταθερών ίσες με τη μονάδα Παρατήρηση: Υπολογίζοντας τη συνολική θερμότητα που εκλύεται στην αντίσταση βρίσκουμε, W = Rd = υ αποτέλεσμα που το περιμέναμε λόγω διατήρησης της ενέργειας. Ασθενής απόσβεση R Αν < R< 4 (8) είναι της μορφής, λ = R R, i ± τότε 4 και η λύση της R R R R i + i 4 4 = ce + c e ( ) Από την αρχική συνθήκη, = βρίσκουμε, c = c = c, και η λύση γράφεται, R R = ice sin 4 και από τη δεύτερη των αρχικών συνθηκών υ c = i R 4 και αντικαθιστώντας, ( ) = υ βρίσκουμε, R υ R e sin = R 4 4 () Γραφική παράσταση της () για Για την ταχύτητα βρίσκουμε, R =. και τις τιμές των υπόλοιπων σταθερών ίσες με τη μονάδα 5

Λ Λ υ = υe cosω+ sin ω ω () όπου, ω = R 4 και R Λ=. Γραφική παράσταση της () για R =. και τις τιμές των υπόλοιπων σταθερών ίσες με τη μονάδα Με ολοκλήρωση της () βρίσκουμε την εξίσωση της θέσης της ράβδου συναρτήσει ( ) του χρόνου για x =, υω x e Λ Λ υ = Λ sinω sinω cosω Λ + Λ + ω ω ω Λ + ω (3) Γραφική παράσταση της () για R =. ή αν επιλέξουμε, x Λυ = Λ + ω ( ) και τις τιμές των υπόλοιπων σταθερών ίσες με τη μονάδα υω Λ Λ Λ x = e sinω sinω cosω Λ + ω ω ω με γραφική παράσταση, Παρατήρηση: Οι εξισώσεις () και (3) μπορούν να γραφούν και στη μορφή Λ Λ = Ve ( sin + ) x Xe ( sinω θ ) υ ω θ και = + με V, X, θ σταθερές. 6

γ) Συνδέουμε σε σειρά με το πηνίο, πυκνωτή χωρητικότητας C (σχήμα 3). Να υπολογιστούν οι εξισώσεις της έντασης του ρεύματος, του φορτίου του πυκνωτή, της ταχύτητας και της θέσης της ράβδου σαν συνάρτηση του χρόνου. Λύση: C υ F Κ υ Για την ταχύτητα της ράβδου την χρονική στιγμή ισχύει η εξίσωση (). Στην περίπτωση αυτή η εξίσωση που περιγράφει την κατάσταση του κυκλώματος την ίδια χρονική στιγμή είναι η, όπου q q d υ C d = το φορτίο του οπλισμού που συνδέεται με το άκρο Κ της ράβδου, το οποίο θεωρούμε ίσο με μηδέν τη χρονική στιγμή =. Αντικαθιστώντας, την ταχύτητα από την εξίσωση () και το φορτίο του πυκνωτή από τη σχέση, q = d, καταλήγουμε στην εξίσωση, ή με αρχικές συνθήκες, Σχήμα 3 d υ ( ) d ( ) d C d = ( ) d υ + ( ) d C = (4) d = υ. ( ) = και ( ) Παραγωγίζοντας ως προς το χρόνο την εξίσωση (4) έχουμε, Λ d + + = d C (5) 7

με λύση (μετά τον προσδιορισμό των σταθερών ολοκλήρωσης από τις αρχικές συνθήκες), ή απλούστερα θέτοντας, + C = ω, = sin + C (6) + C υ υ = (7) ω sin ( ω) Με ολοκλήρωση της (7) βρίσκουμε το φορτίο του πυκνωτή σαν συνάρτηση του χρόνου, υ cos ω = ( ( ω) ) q και από την () βρίσκουμε για την ταχύτητα, (8) υ υ υ ω ω ω = + c os ( ) Για τη θέση της ράβδου βρίσκουμε με ολοκλήρωση της (9), υ ω ω = υ + sin( ω) x 3 (9) Παρατηρήσεις: Υπολογίζοντας την τυχαία χρονική στιγμή, τις ενέργειες, U =, U E = q C και K = υ, με αντικατάσταση των, q, υ από τις (7),(8) και (9) αντίστοιχα, βρίσκουμε (μετά από αρκετές πράξεις), όπως πρέπει. E = U + UE + K = υ Η κίνηση της ράβδου σε σύστημα αναφοράς που κινείται με ταχύτητα V = υ είναι και πάλι αρμονική ταλάντωση με εξισώσεις, ω υ x = sin 3 ω ( ω) υ cos ω, υ = ( ω) 8

Στη συνέχεια σχεδιάζουμε τις γραφικές παραστάσεις των μεγεθών, επιλέγοντας τις αριθμητικές τιμές όλων των παραμέτρων ίσες με τη μονάδα. = f υ = f ( ) q = f x = ( ) f Ενέργειες συναρτήσει του χρόνου: Μαγν. πεδίου, Ηλ. πεδίου, Κινητική, Ολική Λευκάδα, 3 Σπύρος Χόρτης - Φυσικός 9