Μεταβολές της Δυναμικής Ενέργειας στην κατακόρυφη κίνηση σώματος εξαρτημένου από ελατήριο. Με τη βοήθεια λογισμικού LoggerProGR

Σχετικά έγγραφα
Μελέτη και έλεγχος της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας στην ελεύθερη πτώση σώματος. (Ανάλυση video μέσω του Σ.Σ.Λ.Α, LoggerPro της Vernier)

Μελέτη της ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης με τη ΛΑ. ( η επεξεργασία έγινε στο ΕΚΥΕ Κεφαλληνίας από τον Γ. Κουρούκλη, υπεύθυνο του ΕΚΥΕ)

Θέματα Παγκύπριων Εξετάσεων

Προτεινόμενο διαγώνισμα Φυσικής Α Λυκείου

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΕ ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 2014

Γραπτές προαγωγικές εξετάσεις, περιόδου Μαΐου-Ιουνίου στη ΦΥΣΙΚΗ

ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ - ΜΕΛΕΤΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ [Π. Μουρούζης, Γ. Παληός, Κ. Παπαμιχάλης, Γ. Τουντουλίδης, Ε. Τσιτοπούλου, Ι.

ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ MULTILOG

Φυσική Β Γυμνασίου Συνοπτικές Σημειώσεις Επανάληψης

ΜΕΛΕΤΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΤΗ Τάξη, τμήμα: Ημερομηνία:. Επώνυμο-όνομα:..

σταθερής) προς την αντίστοιχη επιτάχυνση που έδωσε στο σώμα: m =

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

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

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

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

ΤΟΠΙΚΟΣ ΠΡΟΚΡΙΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ EUSO Ε.Κ.Φ.Ε. Νέας Σμύρνης

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1η ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 24/07/2014

ΓΥΜΝΑΣΙΟ. ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ Όνομα Μαθητή/τριας:... Τμήμα: Αρ.:

ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗΣ ΟΜΑΛΑ ΕΠΙΤΑΧΥΝΟΜΕΝΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ

Τοπικός διαγωνισμός EUSO2018

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 6 24

Απλή αρμονική ταλάντωση με χρήση Multilog

minimath.eu Φυσική A ΛΥΚΕΙΟΥ Περικλής Πέρρος 1/1/2014

ΦΥΛΛΟ ΑΠΑΝΤΗΣΗΣ 3 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ

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

Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση

- 1 - ΜΕΛΕΣΗ ΦΑΡΑΚΣΗΡΙΣΙΚΗ ΚΑΜΠΤΛΗ: Ηλεκτρικής πηγής, ωμικού καταναλωτή και διόδων πυριτίου και γερμανίου, με τη ΛΑ- LoggerProGR.

ΤΟΠΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ EUSO 2014 ΦΥΣΙΚΗ. 7 Δεκεμβρίου 2013 ΛΥΚΕΙΟ:... ΟΜΑΔΑ ΜΑΘΗΤΩΝ: ΜΟΝΑΔΕΣ:

β) Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Η 1 2 α)

European Union Science Olympiad EUSO 2014 ΤΟΠΙΚΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΟΚΙΜΑΣΙΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Σάββατο 7 ΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2013 ΕΚΦΕ ΑΧΑΪΑΣ (ΑΙΓΙΟΥ)

Οδηγός βαθμολόγησης Εξεταστικού Δοκιμίου Α Λυκείου

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

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Κεφ.3 Δυνάμεις ΓΕΝΙΚΑ. Τα σώματα κινούνται (κεφ.2) και αλληλεπιδρούν. (κεφ.3)

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Απλή αρμονική ταλάντωση Κρούσεις

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑÏΟΥ- ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/05/2014 ΤΑΞΗ: Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 2 ΩΡΕΣ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:... ΤΜΗΜΑ:...

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΓΛΑΝΤΖΙΑΣ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2015

Ημερομηνία: Παρασκευή 27 Οκτωβρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ Α ΚΑΙ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Από τη Φυσική της Α' Λυκείου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.2 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ


Άσκηση 8 9. Ιδια με την άσκηση 8, αλλά τώρα η συνισταμένη έχει αντίθετη κατεύθυνση.

7. Αντιστοιχίστε τα διανύσματα των δυνάμεων με τις τιμές τους:

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

Ε ρ ω τ ή σ ε ι ς σ τ ι ς μ η χ α ν ι κ έ ς τ α λ α ν τ ώ σ ε ι ς

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΤΥΠΟΥ

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Θέμα Α. γ. F 2 =F 2 2. Μονάδες 5

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

Το φτερό του αεροπλάνου

2 ΓΕΛ ΧΑΙΔΑΡΙΟΥ

2) Σώμα εκτελεί Α.Α.Τ με εξίσωση απομάκρυνσης Χ = Α.ημ(ωt+ 2

Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου.

Άσκηση 8 Ελαστικές και μη ελαστικές κρούσεις Αρχή διατήρησης της ορμής

ΘΕΜΑ GI_A_FYS_0_5068

ΜΕΡΟΣ Α Αποτελείται από 6 ερωτήσεις. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με 5 μονάδες. Να απαντήσετε όλες τις ερωτήσεις.

α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. ελαστική β. ανελαστική γ. πλαστική δ. έκκεντρη

ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο. ΘΕΜΑ 3 ο. ΘΕΜΑ 4 ο ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑΤΑ. 1. Να διατυπωθούν οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα.

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2018 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΚΡΟΥΣΕΙΣ

1. Τι είναι η Κινηματική; Ποια κίνηση ονομάζεται ευθύγραμμη;

Υπολογισμός της σταθεράς του ελατηρίου

Κίνηση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΤΑΞΗ : Γ. Οι μαθητές, μετά το τέλος της διδασκαλίας, να είναι σε θέση :

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

Το ελικόπτερο. Γνωστικό Αντικείμενο: Φυσική (Κίνηση - Μορφές Ενέργειας) - Τεχνολογία Τάξη: Β Γυμνασίου

Άσκηση 3 Υπολογισμός του μέτρου της ταχύτητας και της επιτάχυνσης

Λυμένες ασκήσεις. Έργο σταθερής δύναμης

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΓΙΑΣ ΒΑΡΒΑΡΑΣ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΚΑΤΩ ΠΟΛΕΜΙΔΙΩΝ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ- ΙΟΥΝΙΟΥ ΩΡΑ: 07:45π.μ. - 09:15π.μ.

Ένωση Ελλήνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2011 Πανεπιστήμιο Αθηνών Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας, Περιβάλλοντος.

ΑΝΩΣΗ ΑΡΧΗ ΤΟΥ ΑΡΧΙΜΗΔΗ εργαστηριακές οδηγίες (για τον καθηγητή)

Δt 1 x=υo t+ α t 1.2 Εξισώσεις κίνησης

Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ HOOKE ΣΤΟΧΟΙ

ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΤΑΞΗ / ΤΜΗΜΑ : Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2016

ΘΕΜΑ Α Στις παρακάτω προτάσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της κάθε μιας και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση:

α. Μόνο η ορμή του συστήματος των σωμάτων. β. Η ορμή και η κινητική ενέργεια του κάθε σώματος.

ΤΡΙΒΗ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ ΣΕ ΚΕΚΛΙΜΕΝΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ( ΜΕ ΤΗΝ ΚΛΑΣΣΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟ Ή ΤΟ MULTILOG )

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

Προτεινόμενα θέματα για τις εξετάσεις 2011

7. Ένα σώμα εκτελεί Α.Α.Τ. Η σταθερά επαναφοράς συστήματος είναι.

Μελέτη της ευθύγραμμης ομαλά μεταβαλλόμενης κίνησης σώματος με χρήση συστήματος φωτοπύλης-χρονομέτρου. Περιγραφή - Θεωρητικές προβλέψεις - Σχεδιασμός

2α. ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗΣ ΟΜΑΛΑ ΕΠΙΤΑΧΥΝΟΜΕΝΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ

Ένωση Ελλήνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2011 Πανεπιστήμιο Αθηνών Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας, Περιβάλλοντος.

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 14/4/2019

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

5. Το διάγραμμα του σχήματος παριστάνει την ταχύτητα ενός σώματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σε συνάρτηση με τον χρόνο.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 24/09/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΗ. α) η επιτάχυνση του σώματος έχει κατεύθυνση αντίθετη από την κατεύθυνση της ταχύτητας.

ΦΥΣΙΚΗ. Α Λυκείου 14/ 04 / 2019 ΘΕΜΑ Α.

ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΟΥ ΙΩΑΝΝΗ ΛΕΜΕΣΟΣ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ - ΙΟΥΝΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΤΑΞΗ: Α ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 A ΦΑΣΗ ÅÍ-ÔÁÎÇ

Ε Υ Θ Υ Γ Ρ Α Μ Μ Η Κ Ι Ν Η Σ Η - Α Σ Κ Η Σ Ε Ι Σ

Κεφάλαιο 5. Ενέργεια συστήματος

Θεώρημα μεταβολής της Κινητικής ενέργειας

Φυσικά μεγέθη. Φυσική α λυκείου ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Όλα τα φυσικά μεγέθη τα χωρίζουμε σε δύο κατηγορίες : Α. τα μονόμετρα. Β.

Στόχοι. Θεωρητικές Επισημάνσεις. Εκφε Κεφαλονιάς

ΛΥΚΕΙΟ ΕΘΝΟΜΑΡΤΥΡΑ ΚΥΠΡΙΑΝΟΥ(ΣΤΡΟΒΟΛΟΥ) ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΤΑΞΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΙΟΥ ΙΟΥΝΙΟΥ 2010

Ημερομηνία: Τετάρτη 26 Οκτωβρίου 2016 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Transcript:

Μεταβολές της Δυναμικής Ενέργειας στην κατακόρυφη κίνηση σώματος εξαρτημένου από ελατήριο. Με τη βοήθεια λογισμικού LoggerProGR τόχοι Οι μαθητές να υπολογίζουν το έργο δύναμης που το μέτρο της δεν μένει σταθερό. επαληθεύσουν ότι το έργο μιας δύναμης εκφράζει την ενέργεια που μετατρέπεται από μια μορφή σε άλλη. επαληθεύσουν το θεώρημα μεταβολής της κινητικής ενέργειας Θεωρία Κρεμάμε ένα ελατήριο από ορθοστάτη, (σχ. 1) σταθερά στερεωμένο και σημειώνουμε τη θέση του ελεύθερου άκρου του χ 0, πάνω σε έναν κανόνα που έχουμε τοποθετήσει κατακόρυφα, ώστε να είναι παράλληλος με τη διεύθυνση του ελατηρίου. Στο ελατήριο κρεμάμε ένα σώμα Σ και το αφήνουμε ελεύθερο να κινηθεί κατακόρυφα, από μια ακραία θέση χ 1 (ανώτερη), στην ακραία θέση χ 2 (κατώτερη). Στις θέσεις αυτές το σώμα έχει Δυναμική Ενέργεια που οφείλεται, τόσο στην αλληλεπίδρασή του με το πεδίο βαρύτητας της Γης, όσο και στην αλληλεπίδρασή του με το ελατήριο. Δηλαδή έχει Δυναμική Ενέργεια βαρύτητας (U β ) και Δυναμική Ενέργεια ελαστικότητας (U s). Κατά την κίνηση του σώματος από τη θέση χ 1, προς τη θέση χ 2, έχουμε μείωση της δυναμικής ενέργειας βαρύτητας, κατά ποσότητα ίση με το έργο της δύναμης βαρύτητας F β, σ αυτή τη μετατόπιση και αύξηση της δυναμικής ενέργειας ελαστικότητας, κατά ποσότητα ίση με το έργο της δύναμης ελαστικότητας F s, του ελατηρίου. Θεωρητικά αποδεικνύεται ότι η δυναμική ενέργεια του σώματος (βαρύτητας και ελαστικότητας) στις δύο ακραίες θέσεις διατηρείται σταθερή. (με την προϋπόθεση τριβές και όποιες άλλες αντιστάσεις να είναι μηδενικές). Γνωρίζουμε ότι το αλγεβρικό άθροισμα των έργων όλων των δυνάμεων ( ή το έργο της συνισταμένης των δυνάμεων ) που δρουν πάνω σε ένα σώμα ισούται με τη μεταβολή της κινητικής του ενέργειας, W Fολ= ΔΚ, επειδή όμως η ΔΚ=0, (στη θέση χ 1, Κ 1=0 και στη θέση χ 2, Κ 2=0, Κ 1- Κ 2=ΔΚ=0), είναι και W Fολ =0. Οι δυνάμεις που παράγουν έργο στην κίνηση από χ 1 μέχρι χ 2 είναι, η δύναμη βαρύτητας F β, που παράγει θετικό έργο ίσο με τη μείωση της δυναμικής ενέργειας βαρύτητας (W Fβ= U β1- U β2) και η δύναμη ελαστικότητας F s, που παράγει αρνητικό έργο ίσο με την αύξηση της δυναμικής ενέργειας ελαστικότητας (W Fs = U 1s U 2s) W Fολ =W Fβ + W Fs=0 ή - W Fβ = W Fs αλλά και -(U β2-u β1) (U s2 - U s1) = 0 ή U β1- U β2 + U s1- U s2 = 0 ή (U β1+ U s1) - (U β2+ U s2)=0 Τελικά U 1 - U 2 = 0 ή U 1= U 2 δηλαδή U= σταθ. 1

Υπολογισμός του έργου των δυνάμεων. Επειδή η δύναμη ελαστικότητας δεν παραμένει σταθερή στο μέτρο, για τον υπολογισμό του έργου της, καταφεύγουμε στο διάγραμμα μεταβολής της σε συνάρτηση με τη θέση (F = k x). Σε αυτό το διάγραμμα, όπως είναι γνωστό, το έργο της δύναμης ισούται με το εμβαδόν του σχήματος που περικλείεται από τον άξονα της θέσης και τη γραμμή μεταβολής της δύναμης, από τη θέση χ 1 μέχρι τη θέση χ 2, ( βλέπε σχήμα 2). Σχήμα 2 Το ίδιο θα μπορούσαμε να κάνουμε και για τον υπολογισμό του έργου του βάρους ή για τον υπολογισμό του έργου της συνισταμένης, ( βλέπε σχήματα 3,4) Σχήμα 3 2

Σχήμα 4 Απαραίτητα όργανα και συσκευές: Ένα χαλύβδινο σπειροειδές ελατήριο με χαρακτηριστικά: Κ= 13Ν/m, διάμετρος 10mm, μάζα 10 g, μήκος 10cm, μέγιστη επιμήκυνση 40 cm και μέγιστη δύναμη 4Ν. Τρία σώματα (βαράκια) με μάζες 50, 100 και 200 g. Βάση παραλληλόγραμμη, ράβδος μεταλλική των 80 cm, ράβδος μεταλλική των 30 cm, δακτύλιος ορειχάλκινος με άγκιστρο, σύνδεσμοι απλοί. Μετρικός κανόνας ενός μέτρου. (υπόψη ότι στα Γενικά Λύκεια υπάρχει ειδική συσκευή με το όνομα: Συσκευή διατήρησης Μηχανικής Ενέργειας και κωδικό ΜΣ 310.0). Για την κατασκευή των διαγραμμάτων και το άμεσο υπολογισμό του έργου των δυνάμεων από τα διαγράμματα θα χρησιμοποιήσουμε το λογισμικό LoggerProGr της Vernier. Α. Πειραματική διαδικασία. 1. Συναρμολογείστε τη συσκευή ορθοστάτη και κανόνα- όπως στο σχήμα 5. Κρεμάστε από το άγκιστρο του δακτυλίου το ελατήριο και αφού ηρεμίσει, σημειώστε πάνω στον κανόνα τη θέση του ελεύθερου άκρου του. Ονομάστε αυτή τη θέση χ 0 και θεωρήστε την σαν αρχή για τη μέτρηση των θέσεων (θετική η φορά προς τα κάτω). 2. Κρεμάστε στο ελεύθερο άκρο του ελατηρίου το σώμα με μάζα 200g και αφήστε το να ηρεμίσει. Ποιες δυνάμεις ασκούνται επάνω του όταν ισορροπεί; Φτιάξτε το διανυσματικό διάγραμμα των δυνάμεων. 3. Ας ανυψώσει κάποιος με το χέρι του το σώμα, μέχρι που το άκρο του ελατηρίου να βρεθεί 0,08 m πιο κάτω από τη θέση χ 0. Σημειώστε αυτή τη θέση σαν χ 1. Απ αυτή τη θέση αφήστε ελεύθερο το σώμα προσοχή να μην ασκηθεί πάνω του καμία ώθηση και σημειώστε την κατώτερη θέση, που φθάνει τώρα το άκρο του ελατηρίου, σαν χ 2. Ίσως εδώ χρειαστεί να προσπαθήσετε περισσότερες από μια φορές για να εντοπίσετε με ακρίβεια τη θέση χ 2. Β. Επεξεργασία. Κατά τη διάρκεια της κίνησης του σώματος μάζας 200g από τη θέση χ 1 μέχρι τη θέση χ 2, ασκούνται πάνω του δύο δυνάμεις, η δύναμη του βάρους F β και η δύναμη ελαστικότητας του ελατηρίου F s. 4. Ποιο θα είναι το πρόσημο της δύναμης του βάρους F β και ποιο το πρόσημο της δύναμης του ελατηρίου F s; (θετική η φορά προς τα κάτω). 5. Ποια από τις δύο παραμένει στο μέτρο σταθερή και ποια μεταβάλλεται καθώς το σώμα κινείται από τη θέση χ 1 στη θέση χ 2; Γ. Υπολογισμός έργου. Επειδή μια από τις δυνάμεις δεν έχει σταθερό μέτρο, για τον υπολογισμό του έργου των δυνάμεων καταφεύγουμε στο διάγραμμα τους. Κατασκευή διαγραμμάτων. 6. α. Για να φτιάξετε το διάγραμμα της δύναμης του ελατηρίου F s σαν συνάρτηση της θέσης χ, χρειάζεται να κρεμάσετε, διαδοχικά από το 3

ελατήριο, σώματα διαφόρων μαζών ( αποφύγετε να κρεμάσετε σώματα με μάζα μεγαλύτερη των 400 g) ώστε να συμπληρώσετε τον πίνακα 1 7. Φτιάξτε, στο ίδιο σχήμα, τα διαγράμματα των δυνάμεων F β και F s σαν συναρτήσεις της θέσης χ. ( προσοχή στο πρόσημο τους ). 8. Από τα παραπάνω διαγράμματα υπολογίστε τα έργα W Fβ και W Fs, για τη διαδρομή από τη θέση χ 1 στη θέση χ 2 και συγκρίνετε τα μεταξύ τους. Το αποτέλεσμα της σύγκρισης σας οδηγεί σε κάποιο συμπέρασμα για το αλγεβρικό άθροισμα των δύο έργων; Μπορείτε, αν θέλετε, στο ίδιο σχήμα να κατασκευάσετε και το διάγραμμα της συνισταμένης δύναμης σα συνάρτηση της θέσης χ. Πόσο είναι το έργο αυτής της δύναμης για τη διαδρομή από το χ 1 στο χ 2; Δ. Ενέργειες. Κατά την κίνηση του σώματος μάζας 200g από τη θέση χ 1 στη θέση χ 2 9. α. Πόση είναι η κινητική ενέργεια του σώματος στη θέση χ 1, πόση στη θέση χ 2 και ποια η μεταβολή της από τη θέση χ 1 στη θέση χ 2 ; β. Σύμφωνα με το θεώρημα της Κινητικής Ενέργειας, πόσο περιμένετε να είναι το αλγεβρικό άθροισμα των έργων των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα μάζας 200g από τη θέση χ 1 μέχρι τη θέση χ 2; Το αποτέλεσμα συμφωνεί με την απάντηση σας στο ερώτημα 8; 10. α. Υπολογίστε τις διαφορές της δυναμικής ενέργειας του σώματος μάζας 200g από τη θέση χ 1 στη θέση χ 2 που οφείλεται i) στην αλληλεπίδραση του με τη Γη (U β1 - U β2)=, (βαρύτητας). ii) στην αλληλεπίδραση του με το ελατήριο (U 1s U 2s)=, (ελαστικότητας) β. Ποια σχέση έχουν μεταξύ τους αυτές οι διαφορές; 11. Τι εκφράζει το έργο, της κάθε μιας από τις δυο παραπάνω δυνάμεις αλληλεπίδρασης, για τη διαδρομή του σώματος μάζας 200g από τη θέση χ 1 στη θέση χ 2; 12. Βρείτε πάνω στο διάγραμμα το σημείο που βρίσκεται στο μέσο της διαδρομής χ 1, χ 2 και σημειώστε το με χ μ. Υπολογίστε τώρα τις διαφορές i) της δυναμικής ενέργειας βαρύτητας και ii) της δυναμικής ενέργειας ελαστικότητας από το χ 1 στο χ μ. Συγκρίνετε μεταξύ τους αυτές τις διαφορές. Πώς θα δικαιολογήσετε το αποτέλεσμα; 4

Προετοιμασία του LoggerProGr για τα διαγράμματα. Ανοίγουμε το LoggerProGr χωρίς διασύνδεση ( αισθητήρες ). Στην οθόνη εμφανίζεται αριστερά, ο πίνακας συλλογής δεδομένων με δύο στήλες την Χ και την Υ και το υπόλοιπο μέρος καταλαμβάνει το καρτεσιανό διάγραμμα με τους άξονες Χ και Υ. Ονομασία στηλών και αξόνων. Πατήστε δεξί κλικ πάνω στο διάγραμμα και στο μενού που εμφανίζεται επιλέξτε επιλογές στηλών, επιλέξτε τη στήλη που θέλετε να της αλλάξετε το όνομα π.χ Χ και στο παράθυρο που εμφανίζεται, στον ορισμό στηλών, στο όνομα, μεταφέρετε με αντιγραφή και επικόλληση από ένα Word, τη λέξη θέση, στο σύντομο όνομα, το σύμβολο του μεγέθους που απεικονίζει η στήλη (εδώ το σύμβολο x) και στο Μονάδες, τις μονάδες μέτρησης του μεγέθους (εδώ m). Επίσης το κλείδωμα στήλης (αποφυγή επεξεργασίας) να μην είναι τσεκαρισμένο, πράγμα που σημαίνει πως μπορούμε να επεξεργαστούμε τη συγκεκριμένη στήλη. Περάστε μετά στις Επιλογές, επιλέξτε το πλήθος των δεκαδικών ψηφίων που θέλετε να έχουν οι αναγραφόμενοι στη στήλη αριθμοί καθώς και το χρώμα στήλης και διαγράμματος. Μετά απ αυτά πατάτε ολοκληρώθηκε. Το ίδιο μπορείτε να κάμετε για τη στήλη Υ (στο όνομα: δύναμη βαρύτητας, στο σύντομο όνομα: Fβ και στο Μονάδες: Ν) και για οποιαδήποτε άλλη στήλη. Με την αλλαγή του ονόματος της στήλης άλλαξε και το όνομα στον αντίστοιχο άξονα. Αλλαγή κλίμακας. Για να αλλάξουμε την κλίμακα στον άξονα θέση τοποθετούμε το ποντίκι πάνω στην ταμπέλα του άξονα και πατάμε αριστερό κλικ. Από τη λίστα επιλογών που εμφανίζεται επιλέγουμε επιπλέον. Στο παράθυρο που εμφανίζεται επιλέγουμε κλίμακα μη αυτόματη και ρυθμίζουμε αριστερά -4, δεξιά 4 και πατάμε ΟΚ. Μπορούμε με τον ίδιο τρόπο να αλλάξουμε την κλίμακα και στον άλλο άξονα. Εισαγωγή στηλών. Εκτός από τις στήλες Χ και Υ, που τις μετονομάσαμε σε θέση και δύναμη βαρύτητας αντίστοιχα θα χρειαστούμε άλλες δύο για να καταγράψουμε τις τιμές της δύναμης ελαστικότητας και της συνισταμένης δύναμης. Για τη δύναμη ελαστικότητας: Από το μενού δεδομένα του LoggerProGr επιλέγουμε νέα μη αυτόματη στήλη και στο παράθυρο που εμφανίζεται δουλεύουμε όπως δουλέψαμε παραπάνω για τη στήλη Υ (στο όνομα: δύναμη ελαστικότητας, στο σύντομο όνομα: Fs και στο Μονάδες: Ν). Για τη συνισταμένη δύναμη όμως, επειδή οι τιμές της έχουν σχέση με τις τιμές των στηλών δύναμη βαρύτητας και δύναμη ελαστικότητας, από το μενού δεδομένα του LoggerProGr επιλέγουμε νέα υπολογισμένη στήλη και στο παράθυρο που εμφανίζεται από το συναρτήσεις επιλέγουμε τις δύο συναρτήσεις που οι τιμές τους έχουν σχέση με τη στήλη που δημιουργούμε, οι επιλογές που κάνουμε εμφανίζονται στο εξίσωση. Εμείς δεν έχουμε να κάνουμε τίποτε άλλο παρά ανάμεσα στο δύναμη βαρύτητας και δύναμη ελαστικότητας να γράψουμε το +,οπότε στο πλαίσιο εξίσωση υπάρχει γραμμένη η φράση δύναμη βαρύτητας + δύναμη ελαστικότητας. Έτσι, όταν εμείς καταγράφουμε τις τιμές των δυνάμεων βαρύτητας και ελαστικότητας στις αντίστοιχες στήλες, στη στήλη συνισταμένη δύναμη, εμφανίζονται αυτόματα οι τιμές της. Για να εμφανιστούν τα δεδομένα μιας στήλης στο διάγραμμα εργαζόμαστε ως εξής: Τοποθετούμε το ποντίκι πάνω στην ταμπέλα του άξονα Υ και πατάμε αριστερό κλικ. Από τη λίστα επιλογών που εμφανίζεται επιλέγουμε επιπλέον. Στο παράθυρο που εμφανίζεται στο ίχνη του άξονα Υ, τσεκάρουμε όσες ( μία ή περισσότερες ) από τις συναρτήσεις που εμφανίζονται εκεί. Όλων των συναρτήσεων που τσεκάραμε, οι τιμές, περνούν στον άξονα Υ. Έτσι το διάγραμμα μας μπορεί να περιέχει, κάθε συνάρτηση χωριστά, τις συναρτήσεις ανά δύο ή όλες μαζί. Στο παραπάνω διάγραμμα φαίνονται και οι τρεις συναρτήσεις μαζί. 5

Υπολογισμός του έργου μιας δύναμης από το διάγραμμα της με τη βοήθεια του LoggerProGr: Ας προσπαθήσουμε να υπολογίσουμε το έργο της δύναμης ελαστικότητας από το διάγραμμα της. Στο διάγραμμα της δύναμης, παρατηρούμε το σχήμα του κένσορα να έχει σχήμα σταυρού, ενώ πάνω στους άξονες ή πάνω στους τίτλους των αξόνων παίρνει άλλα σχήματα. Φέρνουμε τον κένσορα κοντά στον άξονα Χ - θέση, ώστε να έχει το σχήμα σταυρού πατάμε αριστερό κλίκ και σύρουμε, για παράδειγμα από το 0,1 μέχρι 0,2. Δημιουργούμε έτσι μια ταινία. Στη συνέχεια από το μενού ανάλυση επιλέγουμε ολοκλήρωμα, οπότε στο διάγραμμα εμφανίζεται γραμμοσκιασμένη η περιοχή που επιλέξαμε και ταυτόχρονα υπολογισμένο το εμβαδόν της σε μονάδες έργου. (βλέπε στο παρακάτω διάγραμμα). 6

Φ Υ Λ Λ Ο Ε Ρ Γ Α Ι Α Μεταβολές της Δυναμικής Ενέργειας στην κατακόρυφη κίνηση σώματος εξαρτημένου από ελατήριο. ΤΜΗΜΑ. ΟΝΟΜΑ ΟΜΑΔΑ ΕΠΟΝΥΜΟ Α. 1. θέση χ 0 = cm Θεωρούμε όμως τη θέση χ 0 σαν αρχή για τη μέτρηση των θέσεων, επομένως χ 0 = 0 m. 2. Οι δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα με μάζα 200g είναι: α. η δύναμη με μέτρο Ν και κατεύθυνση. β. η δύναμη με μέτρο Ν και κατεύθυνση γ. διανυσματικό διάγραμμα. Β. Γ. 3. θέση χ 1=. cm θέση χ 2=. cm 4. Το πρόσημο της δύναμης του ελατηρίου είναι ( ). 5. Η δύναμη που παραμένει σταθερή στο μέτρο καθώς το σώμα κινείται από τη θέση χ 1 στη θέση χ 2 είναι η δύναμη.. με μέτρο = Ν ενώ μεταβάλλεται το μέτρο της δύναμης.... 6. Συμπληρώστε τον πίνακα 1.(στην τιμή των δυνάμεων λάβετε υπόψη σας το πρόσημο τους και ότι g = 9,8 N/Kg). Πίνακας 1 Μάζα σε g Θέση χ σε cm 0 0 50 100 150 200 250 300 Δύναμη F s σε Ν Δύναμη F β σε Ν Συνισταμένη F ολ. σε Ν 7. Με τη βοήθεια του πίνακα 1, να κατασκευάσετε τα διαγράμματα F β= f (Δx) και F s= f (Δx), στο ίδιο σχήμα. 7

8. Με τη βοήθεια των διαγραμμάτων υπολογίστε το έργο των δυνάμεων βαρύτητας και ελαστικότητας για τη διαδρομή χ 1 - χ 2. W Fβ = W Fs = Το W Fβ είναι μεγαλύτερο, μικρότερο ή περίπου ίσο με το W Fs; Επομένως ΣW F=.J. Προαιρετικά μπορείτε να κατασκευάσετε το διάγραμμα της συνισταμένης σαν συνάρτηση της θέσης και από αυτό να υπολογίσετε το έργο της για την ίδια διαδρομή. W Fολ.= 9. α. στη θέση χ 1 Κ 1 =.J, στη θέση χ 2 Κ 2 =.J. ΔΚ =.J β. ΣW F = ΔΚ =. J. Το αλγεβρικό άθροισμα των έργων των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα μάζας 200g από τη θέση χ 1 μέχρι τη 8

θέση χ 2 είναι J, που.. με την απάντηση στο ερώτημα 8. 10. Για τον υπολογισμό στηριχθείτε στο συμπέρασμα του βιβλίου σας: αν μεταξύ δύο σωμάτων υπάρχει αλληλεπίδραση F, τότε : ορίζουμε ως αντίστοιχη διαφορά της δυναμικής ενέργειας του συστήματος σε μια μεταβολή, το έργο της δύναμης αλληλεπίδρασης κατά τη μεταβολή αυτή. Επομένως α. U β1 - U β2=. U 1s U 2s=. β. συμπέρασμα. 11. Το έργο της δύναμης βαρύτητας εκφράζει.. ενώ το έργο της δύναμης ελαστικότητας εκφράζει.... 12. i) U β1 - U βμ =.. ii) U 1s U 2μ=. συμπέρασμα. και αυτό οφείλετε στο ότι στη θέση χ μ το σώμα έχει και.. ενέργεια. Την εργαστηριακή άσκηση επιμελήθηκε ο γ. Κουρούκλης 9