Κινητική ενέργεια κύλισης

Σχετικά έγγραφα
Κύληση. ΦΥΣ Διαλ.33 1

( ) Παράδειγµα. Τροχαλία. + ΔE δυν. = E κιν. + E δυν

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

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ

Ενέργεια στην περιστροφική κίνηση

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

mg ηµφ Σφαίρα, I = 52

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

2 η ΟΜΑΔΑ. ΦΥΣ η Πρόοδος: 21-Νοεµβρίου-2009

1 η ΟΜΑΔΑ. ΦΥΣ η Πρόοδος: 15-Νοεµβρίου-2008

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

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

1. Για το σύστηµα που παριστάνεται στο σχήµα θεωρώντας ότι τα νήµατα είναι αβαρή και µη εκτατά, τις τροχαλίες αµελητέας µάζας και. = (x σε μέτρα).

w w w.k z a c h a r i a d i s.g r

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

ΚΥΛΙΣΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΠΛΑΓΙΟΥ ΕΠΙΠΕΔΟΥ

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

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

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3/2/2016 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

1 η ΟΜΑΔΑ. ΦΥΣ η Πρόοδος: 21-Νοεµβρίου-2009

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

ΦΥΣ. 111 Τελική Εξέταση: 17-Δεκεµβρίου-2017

Κεφάλαιο 6β. Περιστροφή στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Διαγώνισμα Μηχανική Στερεού Σώματος

Β. Συµπληρώστε τα κενά των παρακάτω προτάσεων

ΦΥΣ η Πρόοδος: 5-Νοεμβρίου-2006

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού Σώµατος

ιονύσης Μητρόπουλος Ζ Ο

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

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

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

ΦΥΣ Τελική Εξέταση: 19-Δεκεµβρίου Πριν αρχίσετε συµπληρώστε τα στοιχεία σας (ονοµατεπώνυµο και αριθµό ταυτότητας).

Μηχανική Στερεού Ασκήσεις Εμπέδωσης

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

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

Ενδεικτική λύση 3 ου θέματος

Κύλιση με ολίσθηση δακτυλίου-σφαίρας

mu R mu = = =. R Γενική περίπτωση ανακύκλωσης

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

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

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

Όταν υπάρχει ΑΚΙΝΗΤΟ σηµείο

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

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

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

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

ΕΝΟΤΗΤΑ 5: ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΕΡΓΟ ΔΥΝΑΜΗΣ ΣΤΗ ΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

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

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΕΡΕΟ. ΘΕΜΑ Α (μοναδες 25)

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

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟΥ ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ, 8 Μαρτίου 2019 Διδάσκοντες: Βαρσάμης Χρήστος, Φωτόπουλος Παναγιώτης

το άκρο Β έχει γραμμική ταχύτητα μέτρου.

ΦΥΣ Τελική Εξέταση: 11-Δεκεµβρίου Πριν αρχίσετε συµπληρώστε τα στοιχεία σας (ονοµατεπώνυµο και αριθµό ταυτότητας).

Β ΟΜΑΔΑ. ΦΥΣ η Πρόοδος: 19-Νοεµβρίου-2011

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΣΤΕΡΕΟ ΣΩΜΑ

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

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού - µέρος ΙΙ

Απάντηση: α) 16,0 Ν, β) 10,2 Ν

Αρµονικοί ταλαντωτές

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

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

β) Από τον νόμο του Νεύτωνα για την μεταφορική κίνηση του κέντρου μάζας έχουμε: Επομένως το κέντρο μάζας αποκτάει αρνητική επιτάχυνση σταθερού μέτρου

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΠΛΗΡΕΙΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Άρα, για τις αντίστοιχες αλγεβρικές τιμές των ταχυτήτων των δύο σωμάτων πριν από την κρούση τους προκύπτει ότι:

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

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

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

Ερωτήσεις. 2. Η ροπή αδράνειας μιας σφαίρας μάζας Μ και ακτίνας R ως προς άξονα που διέρχεται

A) Να βρεθεί η γωνιακή επιτάχυνση του τροχού, καθώς και ο αριθµός των στροφών

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΕΛΙΚΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Θέμα 1ο. Θέμα 2ο

Μια κρούση, δύο ολισθήσεις και μια ενδεχόμενη κύλιση

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

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

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

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

ΦΥΣ Διαλ.13. Παράδειγμα Τάσεων

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ. Δίνεται ότι η ροπή αδράνειας του δίσκου ως προς τον άξονα Κ είναι Ι= M R

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

Physics by Chris Simopoulos

Εισαγωγή στις Φυσικές Επιστήµες Κλασική Μηχανική Αύγουστος 2004 Ονοµατεπώνυµο:

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

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 09 Ροπή Αδρανείας Στροφορμή

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

5 η Εργασία Παράδοση 20/5/2007 Οι ασκήσεις είναι ισοδύναµες

Θ.Μ.Κ.Ε. ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΤΗ ΚΙΝΗΣΗ

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

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

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

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2015

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Η ενέργεια ταλάντωσης ενός κυλιόμενου κυλίνδρου

Εισαγωγή στις Φυσικές Επιστήµες - Κλασσική Φυσική Ιούλιος 2003 :

Κεφάλαιο 9. Περιστροφική κίνηση. Ροπή Αδράνειας-Ροπή-Στροφορμή

των ασκήσεων που έχουν τροποποιηθεί

F r. 1

Μελέτη στροφικής κίνησης µε στιγµιαίο άξονα

ΦΥΣ η Πρόοδος: 18-Νοεµβρίου-2017

ΦΥΣ η Πρόοδος: 18-Νοεµβρίου-2017

Α1 δ, Α2 δ, Α3 β, Α4 γ, Α5 α Λ, β Σ, γ Λ, δ Λ, ε Λ. έχει φορά προς τα κάτω. Στο σχήμα 2 ο τροχός θα κινηθεί προς τα κάτω αφού F F

Ένας δακτύλιος με μια μπίλια

Transcript:

ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 1 Κινητική ενέργεια κύλισης H ολική κινητική ενέργεια ενός σώµατος που κυλίεται χωρίς ολίσθηση είναι το άθροισµα της κινητικής ενέργειας του κέντρου µάζας του λόγω µεταφοράς και της κινητικής του ενέργειας λόγω περιστροφής γύρω από το κέντρο µάζας του. K = 1 mv + 1 I ω Ξέρουµε ότι η κινητική ενέργεια περιστροφής ως προς το σηµείο P δίνεται από τη σχέση: K = 1 I Pω (1) Χρησιµοποιώντας το θεώρηµα παράλληλων αξόνων έχουµε: I P = I + MR αντικαθιστώντας στην (1) έχουµε: K = 1 I ω + 1 MR ω = 1 I ω + 1 Mv

ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 Τι κάνει ένα σώµα να κυλά? q Ένα σώµα κυλά χωρίς ολίσθηση όταν η δύναµη της στατικής τριβής εµφανίζεται µεταξύ του σώµατος και της επιφάνειας. Ø Η τριβή είναι στατική επειδή το σηµείο επαφής του σώµατος µε την επιφάνεια είναι, τη στιγµή της επαφής, ακίνητο. q Η δύναµη της τριβής δεν παράγει έργο επειδή δεν µετατοπίζει το σηµείο εφαρµογής της. q Είναι η ροπή της δύναµης της τριβής που κάνει το σώµα να κυλά. Καθώς το σώµα κυλά προς τη βάση του κεκλιµένου επιπέδου θα έχουµε από διατήρηση της µηχανικής ενέργειας: U i g + K i = U g + K mgh + 0 = 0 + 1 mv + 1 I ω mgh = 1 mv Αλλά I = KmR 1+ I mr gh v = ( 1+ I ) mr (K εξαρτάται από το σώµα) v = gh ( ) = gh 1+ KmR 1+ K mr 1

Δυο οµοιόµορφοι συµπαγείς κύλινδροι έχουν διαφορετική µάζα και ροπή αδράνειας. Ξεκινούν από την κατάσταση της ηρεµίας από την κορυφή ενός κεκλιµένου επιπέδου κλίσης θ ως προς τον ορίζοντια διεύθυνση και κυλούν χωρίς να ολισθαίνουν προς τη βάση του επιπέδου. Ποιος κύλινδρος φθάνει πρώτος στη βάση του επιπέδου; (A) Ο κύλινδρος µε τη µεγαλύτερη µάζα (B) Ο κύλινδρος µε τη µικρότερη µάζα (Γ) Ο κύλινδρος µε τη µεγαλύτερη ροπή αδράνειας (Δ) Ο κύλινδρος µε τη µικρότερη ροπή αδράνειας (Ε) Οι δυο κύλινδροι φθάνουν µαζί Τα δυο σώµατα κατεβαίνουν µε την ίδια επιτάχυνση αφού: Εποµένως a = gsinθ ( k +1) τ = R = Iα = I a R R = Ia a = R I Αλλά Mgsinθ = Ma = Mgsinθ Ma Αντικατάσταση στην 1 η εξίσωση δίνει a = MR gsinθ I + MR Η ροπή αδράνειας είναι της µορφής: I = kmr ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 3 και άρα καλύπτουν ίσα διαστήµατα σε ίσους χρόνους και άρα φθάνουν ταυτόχρονα

Β τρόπος - Eνεργειακά 4 Από διατήρηση της µηχανικής ενέργειας (η τριβή δεν παράγει έργο αφού δεν µετατοπίζει το σηµείο εφαρµογής της) έχουµε i i ΔE µηχ = ΔE κιν. + ΔU βaρ. = 0 ΔE κιν. = ΔU βaρ. E k E k = ( U g U g ) (1) Αλλά E k E k i = 1 mυ = 0 = U g ενώ U g i + 1 I ω = 1 mυ = mgh = mgs sinθ + 1 I υ R όπου υ = ω R ω = υ R Όπως προηγουµένως η ροπή αδράνειας ως προς το είναι: I = kmr Αντικαθιστώντας στην εξίσωση της τελικής κινητικής ενέργειας έχουµε: E k = 1 mυ + 1 υ kmr R E k = 1 mυ Εποµένως από τις () και (3) η (1) γίνεται: 1 ( k + 1)mυ = mgh υ = gh k + 1 ( ) + 1 kmυ E k = 1 ( k + 1)mυ () (3) Η υ είναι ανεξάρτητη από τις διαστάσεις και µάζα του σώµατος!! Εξαρτάται µόνο από το k (σχήµα) Χρειαζόµαστε την επιτάχυνση. Αλλά από κινηµατική έχουµε ότι: υ = υ i + a ( x x 0 ) υ = a S gh k + 1 k + 1 ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 a = gsinθ k + 1 ( ) ( ) = a S gssinθ ( ) = a S

Καρούλι σε επιφάνεια µε τριβή Ποια είναι η µέγιστη δύναµη F που µπορώ να τραβήξω το καρούλι πριν αυτό αρχίσει να γλιστρά Λύση τρ Ν Mg F H τριβή δίνει την ροπή για να κυλήσει το καρούλι. Το κέντρο του καρουλιού είναι το σηµείο στροφής Εποµένως µόνο η τριβή τρ, παράγει ροπή. τ = R = R με φορά F x = F = Ma x F y = N Mg = 0 ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 5 (1) () Η συνθήκη κύλισης είναι: τ z = R = I α z a x = α z R a τ z = I x R (3) τ = R τρ = I a x R a = R τρ (1) x F τρ = MR τρ τρ = I τρ max = µ s N = µ s Mg I F max = 3µ s Mg F 1+ MR I τρ = F 3 I = MR

ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 6 Καρούλι σε επιφάνεια µε τριβή (συνέχεια) Εποµένως αν F > F max = 3 τρ max = 3µ s Mg γλιστρά Τι σηµαίνει αυτό για την µέγιστη γραµµική επιτάχυνση α max? F max τρ max = Ma max 3 τρ max τρ max = τρ max = Ma max a max = max τρ M a max = M µ sg M a max = µ s g Ανεξάρτητη της μάζας Μ!

Ένα ακόµα παράδειγµα µε τροχαλίες ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 7 Μ r F τ z = Iα z = ( + F)r α z = ( + F)r I F = Ma x = Mα z r (1) () Αφαιρούµε την () από την (1) εξίσωση: + F F + = I α z r Mα zr = 1 Mr α z r Mα zr = 1 Mα zr Mα z r = 1 Mα zr = 1 4 Mα zr < 0 Σχεδιάσαµε την ανάποδα! Μ F Στην περίπτωση αυτή, η τριβή αντιτίθεται στην κύλιση και εποµένως η επιτάχυνση α x θα είναι µεγαλύτερη

Κύληση µε ολίσθηση - Παράδειγµα Σώµα ροπής αδράνειας I = KmR γλυστρά χωρίς να κυλά κατά µήκος µια λείας επιφάνειας. Το σώµα έχει αρχική ταχύτητα υ ολίσθησης. Κατά τη διαδροµή του το σώµα συναντά µια τραχιά επιφάνεια (συντελεστή τριβής µ κ. Αφού κινηθεί κατά µια απόσταση το σώµα αρχίζει να κυλά χωρίς να ολισθαίνει και η µεταφορική του ταχύτητα είναι υ κύλησης. Ποιος ο λόγος των ταχυτήτων υ κύλησης /υ ολίσθησης υ ολίσθησης µ κ >0 ω υ κύλησης Β Η τριβή αρχίζει να περιστρέφει το σώµα δίνοντας του µια γωνιακή ταχύτητα ω Η ω αυξάνει µε το χρόνο ενώ το σώµα εξακολουθεί να ολισθαίνει µέχρι τη στιγµή, η ω να πάρει τιµή ώστε να ικανοποιείται η συνθήκη: υ cm = ω R Εποµένως υπάρχει µια γωνιακή επιτάχυνση ώστε: ω = α Η ροπή της τριβής είναι: τ = R = Iα α = R I Η κινητική τριβή όµως είναι: = µ κ N = µ κ mg α = µ κ mgr I και επιβραδύνει το σώµα αφού αυτό ολισθαίνει: F x = ma cm = = ma cm Ν ω υ κύλησης µ κ mg = ma cm a cm = µ κ g Η επιβράδυνση αυτή ελαττώνει τη ταχύτητα του ΚΜ για όσο χρόνο, το σώµα περιστρέφεται ολισθαίνοντας: υ cm = υ ολισθ. cm a cm (υ ολισθ. είναι η ταχύτητα ολίσθησης) ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 8

Κύληση µε ολίσθηση - Παράδειγµα ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 9 Έχουµε εποµένως τις εξισώσεις κίνησης: ω = α α = µ κ mgr I ω = µ κ mgr I γωνιακή ταχύτητα στεφανιού τη στιγµή a cm = µ κ g υ cm i = υ cm a cm υ cm = υ ολισθ. cm µ κ g µεταφορική ταχύτητα στεφανιού τη στιγµή Τη στιγµή, που το στεφάνι σταµατά να ολισθαίνει, η τριβή γίνεται στατική τριβή (σηµείο επαφής µε το έδαφος είναι στιγµιαία ακίνητο) και αρχίζει κύλιση χωρίς ολίσθηση: υ cm υ cm = ω R υ cm = µ κ mgr I = υ ολισθ. cm µ κ g Iυ cm µ κ mgr υ cm Αλλά I = KmR = = υ ολισθ. cm Iυ cm µ κ mgr ολισθ. και εποµένως: υ cm I mr υ cm και η υ cm ολισθ. υ cm = 1+ KmR mr υ cm = υ ολισθ. cm µ κ g = 1 + I mr ολισθ. υ cm υ cm γίνεται: = ( 1 + K )υ cm Η στατική τριβή δεν προκαλεί µεταβολή στη κινητική κατάσταση του σώµατος και η ταχύτητα του του παραµένει σταθερή

ΦΥΣ 111 - Διαλ.34 10 Quiz Ø Γράψτε σε μια σελίδα το όνομά σας και τον αριθμό ταυτότητάς σας Έτοιµοι;