ΤΕΣΤ ενέργειας ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ

Παρουσίαση με θέμα: "ΤΕΣΤ ενέργειας ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΤΕΣΤ ενέργειας ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ
Νόμοι του Νεύτωνα

2 Σύγκριση ενέργειας Τρία ακριβώς ταυτόσημα σώματα αφήνονται να κινηθούν ξεκινώντας από την ηρεμία στις θέσεις που υποδεικνύονται. Το σώμα 1 πέφτει ελεύθερα ενώ τα σώματα 2 και 3 ολισθαίνουν σε κεκλιμένα επίπεδα που δεν έχουν τριβή. Τα σώματα φτάνουν στην τελική τους ταχύτητα στα σημεία που δείχνονται στα διαγράμματα.

3 Κατάταξη τελικών ταχυτήτων
Το έργο είναι ίσο με την προβολή της μετατόπισης στο βάρος. Στα δύο πρώτα έχουμε ίδια κάθετη μετα-τόπιση L1, άρα το έργο είναι ΒάροςΧL1 Στο τρίτο η κάθετη μετατόπιση είναι 1,5Χ L1 άρα το έργο είναι ΒάροςΧ1,5L1 δηλ. μεγαλύτερο, άρα και η κινητική του ενέργεια είναι μεγαλύτερη, άρα και το μέτρο της ταχύτητας είναι μεγαλύτερο

4 Τραπεζάκι 2 αμαξάκια, τα Α και Β, βρίσκονται αρχικά σε κατάσταση ηρεμίας σε ένα οριζόντιο τραπέζι χωρίς τριβή. Η μάζα του αμαξιού Α είναι μικρότερη από τη μάζα του αμαξιού Β. Η ίδια σταθερή δύναμη ασκείται σε κάθε αμαξάκι καθώς κινείται μεταξύ των δύο σημαδιών στο τραπέζι. Τα αμαξάκια αφήνονται να κινηθούν ελεύθερα. Να συγκρίνεις το μέτρο της επιτάχυνσης του αμαξιού Α με το μέτρο της επιτάχυνσης του αμαξιού Β ενώ τα αμάξια είναι μεταξύ των δύο σημαδιών. (Να ”συγκρίνεις” σημαίνει να δείξεις αν είναι ίσο, μεγαλύτερο ή μικρότερο.) Εξήγησε. Εφόσον το αμαξάκι Α έχει μικρότερη μάζα, έχει μικρότερη αδράνεια, δηλαδή αντιστέκεται λιγότερο στις μεταβολές της ταχύτητας, δηλαδή η επιτάχυνση του είναι μεγαλύτερη (aA=F/mA)

5 Τραπεζάκι Να συγκρίνεις την κινητική ενέργεια του αμαξιού Α με την κινητική ενέργεια του αμαξιού Β μετά που τα αμάξια πέρασαν το δεύτερο σημάδι. Να εξηγήσεις. Εφόσον η ίδια δύναμη ενεργεί και στα δύο σώματα, στην ίδια μετατόπιση, το έργο είναι το ίδιο άρα και η μεταβολή της κινητικής ενέργειας, δηλαδή μετά το δεύτερο σημάδι θα έχουν ίδια κινητική ενέργεια.

6 Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας με τους νόμους της Φυσικής
Θέμα 1. Ένα σώμα εισέρχεται σε ένα σωλήνα (που βρίσκεται στερεωμένο σε ένα οριζόντιο επίπεδο) όπου εξαναγκάζεται να εκτελέσει κυκλική κίνηση. Α) Να σχεδιάσετε την επιτάχυνση και τη δύναμη στα σημεία που δείχνονται. Β) Να συνεχίσετε την τροχιά μετά την έξοδο από το σημείο Ε όπου σώμα κινείται σε ένα οριζόντιο επίπεδο χωρίς τριβή. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας με τους νόμους της Φυσικής Αφού η κίνηση είναι κυκλική με ταχύτητα σταθερού μέτρου θα υπάρχει κεντρομόλος επιτάχυνση. Σύμφωνα με το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα F = m X a η δύναμη θα είναι ανάλογη με την επιτάχυνση

7 Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας με τους νόμους της Φυσικής
Θέμα 1. Ένα σώμα εισέρχεται σε ένα σωλήνα (που βρίσκεται στερεωμένο σε ένα οριζόντιο επίπεδο) όπου εξαναγκάζεται να εκτελέσει κυκλική κίνηση. Α) Να σχεδιάσετε την επιτάχυνση και τη δύναμη στα σημεία που δείχνονται. Β) Να συνεχίσετε την τροχιά μετά την έξοδο από το σημείο Ε όπου σώμα κινείται σε ένα οριζόντιο επίπεδο χωρίς τριβή. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας με τους νόμους της Φυσικής Μετά την έξδο από το Α δεν υπάρχει δύναμη, άρα λόγω αδράνειας θα κινείται σε ευθεία γραμμή με την ταχύτητα που έχει στο Ε

8 Για την οβίδα που βγαίνει από το κανόνι σημειώστε
1 2 3 A B Γ Για την οβίδα που βγαίνει από το κανόνι σημειώστε Το διάγραμμα που δείχνει την ταχύτητα σε διάφορα σημεία είναι το (δίπλα σε κάθε επιλογή εξηγείστε το λόγο που την κάνατε): Α Β Γ δεν μπορεί να παρασταθεί με διάγραμμα Α αφού η ταχύτητα είναι εφαπτομένη στην τροχιά: μας δείχνει που θα πήγαινε το κινητό αν συνέχιζε χωρίς την επίδραση της δύναμης

9 Για την οβίδα που βγαίνει από το κανόνι σημειώστε
1 2 3 A B Γ Για την οβίδα που βγαίνει από το κανόνι σημειώστε Το διάγραμμα που δείχνει τη δύναμη σε διάφορα σημεία είναι το: Α Β Γ δεν μπορεί να παρασταθεί με διάγραμμα Β αφού η μόνη δύναμη που ενεργεί είναι το βάρος που είναι κατακόρυφο προς τα κάτω. Δεν υπάρχει δύναμη του χεριού

10 Για την οβίδα που βγαίνει από το κανόνι σημειώστε
1 2 3 A B Γ Για την οβίδα που βγαίνει από το κανόνι σημειώστε Το διάγραμμα που παριστάνει την επιτάχυνση σε διάφορα σημεία είναι το: Α Β Γ δεν μπορεί να παρασταθεί με διάγραμμα Β αφού η επιτάχυνση είναι ανάλογη με τη δύναμη: a = F/m, άρα το διάνυσμα της επιτάχυνσης θα έχει την ίδια διεύθυνση και φορά με το διάνυσμα της δύναμης.

11 ΠΟΙΑ ΑΠΟ ΤΙΣ ΤΡΟΧΙΕΣ ΕΙΝΑΙ ΣΩΣΤΗ;
Να σχεδιάστε στην τροχιά που διαλέξατε την ολική δύναμη και επιτάχυνση σε 3 σημεία. Η τροχιά Α είναι η σωστή. Το σώμα έχει αρχικά την ταχύτητα του δρομέα. Υπό την επίδραση του βάρους αρχίζει να πέφτει Η δύναμη που ενεργεί είναι το βάρος, άρα και η επιτάχυνση είναι κατακόρυφη προς τα κάτω.

12 Στην εικόνα δείχνεται ένα τεστ που δόθηκε σε φοιτητές
Στην εικόνα δείχνεται ένα τεστ που δόθηκε σε φοιτητές. Τους ζητήθηκε να σπρώξουν ένα κύβο πάνω σε ένα λείο τραπέζι ώστε να μπει από το ένα ευθύγραμμο τμήμα του σχήματος και να βγει από το άλλο. Ο αριστερά το σπρώχνει σε μια κυκλική (καμπύλη) τροχιά και το αφήνει στην είσοδο του σχήματος, ο δεξιά ακολουθεί μια ευθύγραμμη τροχιά και αφήνει τον κύβο. Θα πετύχουν μήπως και οι δύο φοιτητές να περάσει ο κύβος από την άλλη ευθύγραμμη πλευρά του σχήματος; Εξηγείστε γιατί ναι ή γιατί όχι. Αφού το τραπέζι είναι λείο και δεν υπάρχει τριβή, μετά που αφήνεται το σώμα, η ολική δύναμη είναι μηδέν, άρα το σώμα θα συνεχίσει μια ευθύγραμμη τροχιά με την ταχύτητα που έχει την στιγμή του φεύγει από το χέρι. Ο φοιτητής αριστερά φανερώνει «διαισθητικές» αντιλήψεις της ‘παραμένουσας’ δύναμης, ότι δηλαδή η δύναμη ‘φυτεύεται’ στο σώμα, αντίθετα ο δεξιά, δείχνει ότι αναγνωρίζει την αρχή της αδράνειας.

13 Δύναμη του άλογου στο κάρο Δύναμη του κάρου στο Άλογο
Στο διπλανό σχήμα δείχνονται η δύναμη που ασκεί το Άλογο στο κάρο (FA) και η δύναμη που ασκεί το κάρο στο άλογο (F­K). Πώς θα πρέπει να κάνουμε το διάγραμμα ελεύθερου σώματος για να εξηγήσουμε γιατί το άλογο κατορθώνει να κινηθεί προς τα εμπρός; Σκεφτείτε όλα τα σώματα που ασκούν δυνάμεις στο άλογο. . Κάνουμε διάγραμμα ελεύθερου σώματος με το να λάβουμε υπόψη όλες τις δυνάμεις που ενεργούν στο άλογο. Σ’ αυτό ενεργούν: Το κάρο, το έδαφος και η Γη (βάρος) Κάθετη αντίδραση του εδάφους Δύναμη του κάρου στο Άλογο Δύναμη του ΕΔΑΦΟΥΣ στο άλογο γιατί το άλογο σπρώχνει το έδαφος προς τα πίσω Βάρος

14 1 2 3 4 5 Θέμα 1 Ένα σώμα κινείται με ταχύτητα σταθερού μέτρου στην ακόλουθη τροχιά. Το σώμα ξεκινά από το σημείο 0. Να σχεδιάσετε την επιτάχυνση, και δύναμη στα διάφορα σημεία {1,2,3,4,5, } που σημειώνονται με τελείες: Θα πρέπει να σκεφτείτε αν σε ένα σημείο μεταβάλλεται πολύ ή λίγο η ταχύτητα και έτσι να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. Σημείο 0: ευθύγραμμο τμήμα δεν αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση μηδέν, δύναμη =0 Σημείο 1: καμπύλο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση διάφορος του μηδενός και δύναμη Σημείο 2: ευθύγραμμο τμήμα δεν αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση και δύναμη μηδέν Σημείο 4: καμπύλο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση (μικρότερη από το 1) και δύναμη Σημείο 3: καμπύλο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, η επιτάχυνση προς τα πάνω, το ίδιο και η δύναμη. Σημείο 5: ευθύγραμμο τμήμα δεν αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση και δύναμη μηδέν

15 1 2 3 4 5 Σημείο 1: καμπύλο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση διάφορος του μηδενός και δύναμη ΟΞΙΑ ΓΩΝΙΑ Σημείο 0: ευθύγραμμο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση επιτρόχιος, δύναμη διάφορη του μηδενός ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΕΣ Σημείο 2: ευθύγραμμο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση και δύναμη ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΕΣ Σημείο 5: ευθύγραμμο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση και δύναμη διάφορη του μηδενός ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΣ Σημείο 4: καμπύλο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, επιτάχυνση (μικρότερη από το 1) και δύναμη ΟΞΙΑ ΓΩΝΙΑ Σημείο 3: καμπύλο τμήμα αλλάζει η ταχύτητα, η επιτά-χυνση προς τα πάνω, το ίδιο και η δύναμη ΟΞΙΑ ΓΩΝΙΑ.

16 Α)Να περιγράψετε τι θα συμβεί αν το νήμα κοπεί στην ακόλουθη κίνηση στο σημείο που δείχνεται στο διάγραμμα. Το σώμα περιστρέφεται σε ένα κατακόρυφο επίπεδο. (Το βέλος δείχνει την φορά περιστροφής) Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας με τους νόμους της Φυσικής. Εφ’ όσον το σώμα είναι ελεύθερο η μόνη δύναμη που ενεργεί είναι το βάρος. Αν δεν υπήρχε το βάρος θα έκανε ευθύγραμμη κίνηση, τώρα όμως διαγ;ράφει μια παραβολή.

17 Ταχύτητα, επιτάχυνση, δύναμη
Δύναμη: βάρος προς τα κάτω μετά που φεύγει από το χέρι 1 2 Επιτάχυνση: ίδια διεύθυνση και φορά με δύναμη: F = mXa

18 Δύναμη: βάρος προς τα κάτω μετά που φεύγει από το χέρι
Προσθήκη νέων σημείων Δύναμη: βάρος προς τα κάτω μετά που φεύγει από το χέρι 1 2 Επιτάχυνση: ίδια διεύθυνση και φορά με δύναμη: F = mXa