Νοε 22

Δυναμικό και κίνηση φορτίου κατά μήκος μιας ευθείας.

Έστω μια ευθεία ε, πάνω στην οποία έχουν σημειωθεί τα σημεία Α,Β,Γ και Δ. Μας δίνεται επίσης η γραφική παράσταση του δυναμικού του ηλεκτρικού πεδίου, σε συνάρτηση με το x, θεωρώντας αρχή του άξονα το σημείο Ο.
i)  Ένα μικρό σωματίδιο με θετικό φορτίο +q αφήνεται στο σημείο Γ. Το σωματίδιο θα κινηθεί προς το σημείο Β ή προς το σημείο Δ;
ii) Το φορτίο +q αφήνεται στο σημείο Β. Τότε:
α) Θα κινηθεί προς το Α.
……..
 β) Θα κινηθεί προς το Δ.
……..
 γ) Θα παραμείνει ακίνητο.
iii)  Ένα αρνητικό φορτίο –q1
 αφήνεται στο σημείο Δ. Προς τα πού θα κινηθεί.
Θεωρούμε ότι οι κινήσεις των σωματιδίων πραγματοποιούνται μόνο κατά μήκος της παραπάνω ευθείας ε.

Νοε 21

Παίζοντας με μια μπάλα.

Αφήνουμε μια μπάλα, μάζας 0,4kg, να πέσει από ύψος Η=1,25m η οποία φτάνει στο έδαφος μετά από 0,5s.
Η μπάλα μένει σε επαφή με το έδαφος για χρονικό διάστημα 0,1s και στη συνέχεια ανέρχεται φτάνοντας σε ύψος h=0,8m, πριν κινηθεί ξανά προς τα κάτω.
i)  Να εξετάσετε αν η κίνηση της μπάλας επηρεάζεται από την αντίσταση του αέρα.
ii)  Να βρεθεί η ορμή της μπάλας ελάχιστα πριν και ελάχιστα μετά την κρούση της με το έδαφος.
iii) Να υπολογιστεί η μέση τιμή της δύναμης που δέχτηκε η μπάλα από το έδαφος.
iv) Δυο συμμαθητές σας συζητούν:
Αντώνης: Η δύναμη από το έδαφος δεν παράγει έργο στη διάρκεια που ασκείται στην μπάλα.
Βασιλική: Η μπάλα παραμορφώνεται στη διάρκεια της κρούσης, συνεπώς μετακινείται το κέντρο
της και παράγεται έργο.
Αντώνης: Δηλαδή θέλεις να πεις, ότι εσύ μπορείς να υπολογίσεις το έργο αυτό;
Βασιλική: Όχι μου φαίνεται δύσκολο και δεν ξέρω τι να κάνω, αλλά αφού η μπάλα φτάνει σε
μικρότερο ύψος από το αρχικό, πρέπει να υπάρχει έργο, γιατί πώς αλλιώς να μειωθεί η ενέργειά της;
Με τον Αντώνη ή με τη Βασιλική συμφωνείτε; Να δικαιολογήσετε την άποψή σας.
Δίνεται g=10m/s2.
ή
 
Παίζοντας με μια μπάλα.
 
Παίζοντας με μια μπάλα.
 

Νοε 19

Η μέγιστη επιτάχυνση ενός κιβωτίου.

Σε οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί ένα κιβώτιο μάζας Μ=60kg, το οποίο παρουσιάζει με το επίπεδο τριβή με συντελεστές μs11=0,4.
Ένα παιδί μάζας m=60kg, βάζοντας «όλη του τη δύναμη!», σπρώχνει το κιβώτιο με σταθερή δύναμη, με αποτέλεσμα να το μετακινεί κατά d=3,2m σε χρονικό διάστημα 4s. Μεταξύ των παπουτσιών και του επιπέδου, αναπτύσσεται τριβή με συντελεστές τριβής μs22=0,6, ενώ g=10m/s2

i) Να υπολογιστεί η δύναμη που το παιδί άσκησε στο κιβώτιο και η τριβή που το επίπεδο ασκεί στο κιβώτιο και στο παιδί.
ii) Αφήνουμε το κιβώτιο να σταματήσει και τη θέση του παιδιού παίρνει ένας αρσιβαρίστας όπου στο αρασέ σηκώνει 150 κιλά, ο οποίος έχει την ίδια μάζα με το παιδί, φορώντας και τα ίδια παπούτσια.
α) Ποιος ο ελάχιστος χρόνος  που θα χρειαστεί για να μετακινήσει το κιβώτιο κατά την ίδια απόσταση d;
β) Πόση δύναμη ασκείται στο κιβώτιο από τον αρσιβαρίστα;
ή
Η μέγιστη επιτάχυνση ενός κιβωτίου.
 
Η μέγιστη επιτάχυνση ενός κιβωτίου.
 

Νοε 17

Το πρόσημο των φορτίων και η ένταση του πεδίου.

Στα σημεία Α και Β του σχήματος βρίσκονται ακλόνητα δύο σημειακά ηλεκτρικά φορτία q1 και q2 με αποτέλεσμα στο σημείο Ο να υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο, η ένταση του οποίου έχει σχεδιαστεί στο σχήμα.
i)  Για τα δυο φορτία ισχύει:
α) q1> 0 και q2> 0.
β) q1> 0 και q2< 0.
γ) q1< 0 και q2> 0.
δ) q1< 0 και q2< 0.
Να επιλέξτε τη σωστή εκδοχή, δικαιολογώντας και γιατί απορρίπτετε τις υπόλοιπες.
ii) Να σχεδιαστεί το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου στο μέσον Μ της ΑΒ.
iii) Ποιο από τα διανύσματα (1), (2), (3) και (4) μπορεί να παριστά την ένταση του πεδίου στο σημείο Γ του δεύτερου σχήματος;
ή
Το πρόσημο των φορτίων και η ένταση του πεδίου.
 
Το πρόσημο των φορτίων και η ένταση του πεδίου.
 

Νοε 15

Τράπεζα θεμάτων και Στατικός Ηλεκτρισμός.

Διαβάζω και ξαναδιαβάζω τις οδηγίες διδασκαλίας.
Το 2012-13 λένε:
Να μη διδαχτούν:
·      ερωτήσεις και προβλήματα:
α) με περισσότερα από 2 φορτία,
β) κίνησης φορτίων,
γ) ισορροπίας φορτίων με δυνάμεις στο επίπεδο.
τα προβλήματα 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 27, 28, 29, 30, 33, 34, 35, 36, 42, 43, 44
Το 2014-15 λένε:
Να μη διδαχτούν:
·       ερωτήσεις και προβλήματα:
α) που αναφέρονται σε 3 ή περισσότερα ηλεκτρικά φορτία που δεν είναι συνευθειακά
β) κίνησης φορτίων,
γ) ισορροπίας φορτίων με δυνάμεις στο επίπεδο.
·      τα προβλήματα 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 27 μέχρι 44
Με βάση τις οδηγίες του 12-13 μια άσκηση όπως η παρακάτω με δύο φορτία και το ηλεκτρικό τους πεδίο, είναι εντός ύλης.
Με βάση τις οδηγίες του 12-13, ο μαθητής πρέπει να μπορεί να μελετά το ηλεκτρικό τους πεδίο, τόσο στο σημείο Α, όσο και στο Μ.
Σύμφωνα με τις οδηγίες του 14-15 είναι εντός ύλης το ηλεκτρικό πεδίο στο σημείο Μ, αλλά εκτός ύλης το ηλεκτρικό πεδίο στην κορυφή Α.
Και μάλιστα, δεν υπάρχει η ευθύτητα να διατυπωθεί ευθαρσώς, αλλά αφαιρείται η άσκηση 13!!! Γιατί βρε παιδιά; Πού αυτό συμβιβάζεται με τις παραπάνω προτάσεις σας; Δύο συνευθειακά φορτία δεν έχουμε; Μήπως είναι τρία και δεν το βλέπω;
Αν εφαρμοστούν οι οδηγίες διδασκαλίας, ο μαθητής θα πρέπει να μάθει ότι υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο στο μέσον Μ της ΒΓ για το οποίο θα πρέπει να μπορεί να βρίσκει ένταση και δυναμικό, αλλά δεν πρέπει να ακούσει τίποτα για το σημείο Α.
Υπάρχει καμιά λογική σε αυτό;  Θεωρώ απαράδεκτη λογική την παραπάνω (εντάξει …. καταλαβαίνω ότι δεν θέλουν να διδαχτούν τα παιδιά ένταση που να προκύπτει από παραλληλόγραμμο…) από  οποιαδήποτε σκοπιά και αν το δει κανείς. Δεν διδάσκεται κανένα αντικείμενο με αυτή την πρακτική…
Αλήθεια πρέπει, ντε και καλά, να μετατρέψουμε την ένταση σε μονόμετρο μέγεθος;
Και ερχόμαστε στην τράπεζα θεμάτων.
Η συνέχεια:
Τράπεζα θεμάτων και Στατικός Ηλεκτρισμός. 
 
Τράπεζα θεμάτων και Στατικός Ηλεκτρισμός. 
 

Νοε 13

Η τάση του νήματος και η κυκλική κίνηση.

Μια σφαίρα Σ μάζας 1kg είναι δεμένη στο άκρο νήματος μήκους 1m, το άλλο άκρο του οποίου κρατάμε με το χέρι μας. Περιστρέφοντας κατάλληλα το χέρι μας, θέτουμε τελικά τη σφαίρα σε κατακόρυφη κυκλική τροχιά με κέντρο το άκρο Ο του  νήματος, που το κρατάμε σταθερό.
i)   Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται στη σφαίρα, όταν περνά από το ανώτερο σημείο Α της τροχιάς της.
ii)  Να γράψετε το 2ο νόμο του Νεύτωνα για τη σφαίρα στην παραπάνω θέση και να υπολογίσετε την ταχύτητά της, αν η δύναμη που ασκείται στο χέρι μας από το νήμα έχει μέτρο F1=6Ν.
iii) Αν μικρύνει η ταχύτητα περιστροφής  του σώματος Σ, τι θα συμβεί με την τάση του νήματος στη θέση Α;
iv) Ποια η ελάχιστη ταχύτητα της σφαίρας στη θέση Α, αν θέλουμε να μηδενιστεί η τάση του νήματος, αλλά η σφαίρα να διαγράψει τον παραπάνω κύκλο;
v)  Στην περίπτωση αυτή, ποια δύναμη «παίζει» το ρόλο της κεντρομόλου;
vi) Αγνοώντας όλα τα άλλα ουράνια σώματα και θεωρώντας τη Γη ακίνητη, δεχόμαστε ότι η Σελήνη διαγράφει κυκλική τροχιά γύρω από τη Γη. Να σχεδιάστε ένα σχήμα, στο οποίο να εμφανίζεται η τροχιά της Σελήνης και πάνω στο σχήμα να σημειώστε την ταχύτητα και την κεντρομόλο δύναμη. Γιατί αλήθεια η Σελήνη δεν πέφτει στη Γη, όπως πέφτει ένα μήλο, αν το αφήσουμε από κάποιο ύψος;
Η τάση του νήματος και η κυκλική κίνηση.
 
Η τάση του νήματος και η κυκλική κίνηση.
 

Νοε 12

Γιατί θα πρέπει να το διδάξουμε;

Διαβάζοντας αυτές τις μέρες τα θέματα της τράπεζας!!!, παρατήρησα ότι δε υπήρχε θέμα με ένα σώμα να διαγράφει κατακόρυφο κύκλο, όπως στο πρώτο σχήμα, ενώ αντίθετα, βρήκα δυο θέματα που εξέταζαν μέρος αντίστοιχων κύκλων, όπως στα δυο επόμενα σχήματα.
Οπότε το μυαλό ταξίδεψε …μερικά χρόνια πριν, όπου μαθητής στη Ζάκυνθο κάναμε μάθημα και υπήρχε στο βιβλίο η περιστροφή ενός κουβά με νερό,
γράφοντας, ότι μπορούμε να περιστρέψουμε σε κατακόρυφο επίπεδο έναν κουβά με νερό και το νερό να μην χύνεται! Να μην χύνεται το νερό; Μπα, απίστευτο! Δεν γίνεται αυτό….
Τι μένει; Να δοκιμάσω….
Βράχηκα 2-3 φορές, αλλά στο τέλος το πέτυχα! Ο κουβάς ανέβηκε, κατέβηκε, αλλά το νερό δεν χύθηκε.
Από τότε, κάθε φορά που βρέθηκα μπροστά σε ένα παρόμοιο πρόβλημα, το μυαλό πήγαινε αρκετά χρόνια πίσω. Το νερό δεν χύνεται!
Τι λέτε συνάδελφοι, έχει κάτι να προσφέρει η μελέτη ενός αντίστοιχου φαινομένου ή αυτό είναι μια δύσκολη λεπτομέρεια, ενώ το να βρεθεί το ελάχιστο κοινό πολλαπλάσιο (δες π.χ. θέματα 16004 ή16097) είναι ένα θέμα με … πολύ Φυσική;
Μα, θα φέρει κάποιος αντίρρηση, εμείς δεν μελετάμε υγρά αλλά μόνο κίνηση υλικών σημείων. Πώς μπορούσαμε να διδάξουμε κάτι τέτοιο;

 

Ας δούμε λοιπόν κάτι, που μπορεί να ενταχθεί στη διδασκαλία μας.
Η συνέχεια στα αρχεία:
Γιατί θα πρέπει να το διδάξουμε;
 
Γιατί θα πρέπει να το διδάξουμε;
 

Παλαιότερα άρθρα «