Στροβοσκόπιο και μέτρηση της συχνότητας

Ένας μηχανικός αυτοκινήτων της Formula 1, θέλοντας να εξετάσει την αντοχή του σπειρώματος μιας βίδας, τη βίδωσε στο άκρο Α μιας μεταλλικής ράβδου AO και την έθεσε σε περιστροφή σε οριζόντιο επίπεδο, γύρω από κατακόρυφο άξονα που διέρχεται από το άκρο της Ο, με σταθερή γωνιακή ταχύτητα. Για να μετρήσει τη συχνότητα περιστροφής φώτισε τη βίδα με μια ειδική λάμπα που αναβοσβήνει με μεταβλητή συχνότητα (στροβοσκόπιο). Παρατήρησε ότι αν η συχνότητα αναλαμπών είναι 2000 αναλαμπές/s η βίδα φαινόταν σε 8 ίδιες κάθε φορά θέσεις, κατά τη διάρκεια της περιστροφής της και με την παραμικρή αύξηση στη συχνότητα περιστροφής το σπείρωμα έσπαζε και η βίδα πεταγόταν μακριά από τη ράβδο. Η μάζα της βίδας ήταν 40g και το μήκος της ράβδου L = 80cm.
α) Ποια είναι η οριακή περίοδος σε ms και η οριακή συχνότητα περιστροφής σε στροφές /min;
β) Nα βρείτε το μέτρο της οριακής γωνιακής ταχύτητας και της οριακής κεντρομόλου επιτάχυνσης της βίδας και να σχεδιάσετε τα αντίστοιχα διανύσματα.
γ) Ποια είναι τελικά η αντοχή του σπειρώματος;
δ) Τι κίνηση θα έκανε η βίδα αν έσπαγε το σπείρωμα; Πόσο μακριά μπορούσε να φτάσει, αν ο πάγκος εργασίας, απ΄όπου έφυγε, είχε ύψος 1,25m από το έδαφος;
Δίνεται g = 10m/s2 και η βίδα θεωρείται υλικό σημείο.

Απάντηση (Pdf)

Ο αγωγός απογειώνεται

Ένα σύρμα μάζας m = 0,1kg κάμπτεται ώστε να πάρει το σχήμα Π και τα άκρα του στερεώνονται (όπως οι ομπρέλες στην άμμο) μέσα σε δυο μεταλλικά δοχεία, γεμάτα με ρινίσματα σιδήρου. Τα δοχεία βρίσκονται σε οριζόντιο τραπέζι, ενώ το επίπεδο του σύρματος  είναι κατακόρυφο. Το οριζόντιο τμήμα του σύρματος έχει μήκος L = 1m και  στο χώρο υπάρχει οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο, έντασης Β = 2Τ. Με τη βοήθεια πηγής και κατάλληλου (πατητού) διακόπτη, κατασκευάζουμε το κύκλωμα του σχήματος. Με στιγμιαίο κλείσιμο και άνοιγμα του διακόπτη, που διαρκεί Δt = 0,1s, διαβιβάζουμε ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου στο κύκλωμα, οπότε παρατηρούμε ότι το σύρμα εκτοξεύεται προς τα πάνω φτάνοντας οριακά στην οροφή του εργαστηρίου σε ύψος h = 3,2(από τη θέση διακοπής του ρεύματος). Υποθέτουμε ότι τα ρινίσματα σιδήρου ασκούν μόνο πλευρική στήριξη στο σύρμα Π, το πάχος του στρώματος των ρινισμάτων είναι αρκετό για να μη χάνεται η επαφή πριν το μηδενισμό του ρεύματος, οι τριβές αμελητέες και η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι g = 10m/s2.
α) Εξηγείστε την ανύψωση του σύρματος Π.
β) Υπολογίστε την ταχύτητα με την οποία εγκαταλείπει τα ρινίσματα σιδήρου το σύρμα Π και το χρόνο ανόδου στο μέγιστο ύψος.
γ) Βρείτε την ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου q που πέρασε από μια διατομή του σύρματος.
δ) Ποιο είναι το μέτρο της μέσης δύναμης Laplace που δέχτηκε το σύρμα;

Απάντηση(Word)

Απάντηση(Pdf)

Έργο – Ενέργεια: Σύντομη θεωρία

Για τους μαθητές της Β΄Θετικού Προσανατολισμού, που το ζήτησαν, ας διαβάσουν ΕΔΩ μια σύντομη αναφορά στο αντίστοιχο κεφάλαιο του σχολικού βιβλίου.

Πηγή: vmarousis.blogspot.com

 

Μήκος σύρματος, μήκος σωληνοειδούς και ένα κόψιμο

Συνέχεια (Word)

Συνέχεια (Pdf)

Απλά πειράματα ηλεκτρομαγνητισμού στο σχολικό εργαστήριο

ΕΔΩ βρίσκονται τα πειράματα, από το Χρήστο Γεωργόπουλο.

Με ένα σύρμα δυο στεφάνια

Διαθέτουμε ένα λεπτό, ομογενές και ισοπαχές σύρμα και αφού το κόψουμε σε δυο κομμάτια μήκους L1 και L2, με λόγο μηκών L1/L2 = 4, φτιάχνουμε με αυτά δυο επίσης  λεπτά στεφάνια Σ1 και Σ2, με αριθμό σπειρών Νκαι Ν2 αντίστοιχα.
Συνδέουμε τα στεφάνια σε σειρά με πηγή συνεχούς ρεύματος και με τη βοήθεια ενός ευαίσθητου μαγνητόμετρου, βρίσκουμε ότι στο κέντρο των στεφανιών οι εντάσεις των μαγνητικών πεδίων που δημιουργούνται έχουν σχέση Β1 = 9Β2.

Συνέχεια(Word)

Συνέχεια(Pdf)

Ασκήσεις Ηλεκτρομαγνητισμού – 2019

Πατήστε την εικόνα για να δείτε τις Ασκήσεις.

Το αρχείο θα ανανεώνεται διαρκώς…

Πηγή: Ylikonet.gr

Ερωτήσεις Ηλεκτρομαγνητισμού – 2019

Πατήστε την εικόνα για να δείτε τις ερωτήσεις

Το αρχείο συνεχώς θα ανανεώνεται…

Πηγή: Ylikonet.gr

Οικολογικό ποδήλατο

Ένας ποδηλάτης, κινείται σε οριζόντιο οδόστρωμα με σταθερή ταχύτητα μέτρου υ = 10m/s, ώστε οι ρόδες να εκτελούν κύλιση χωρίς ολίσθηση. Η οριζόντια συνιστώσα του γήινου μαγνητικού πεδίου έχει ένταση Β = 2∙10-5Τ.
i) Για να διέρχεται όσο το δυνατόν μεγαλύτερη μαγνητική ροή από την επιφάνεια του τροχού, το ποδήλατο πρέπει να κινείται
α) στη διεύθυνση μαγνητικός βορράς – μαγνητικός νότος.
β) σε διεύθυνση κάθετη στην αναφερόμενη στο ερώτημα (α).
γ) σε οποιαδήποτε διεύθυνση, αρκεί να είναι οριζόντια.
Επιλέξτε τη σωστή πρόταση δικαιολογώντας την επιλογή σας.
ii) Αν το ποδήλατο κινείται στη βέλτιστη διεύθυνση που απαντήσατε στο ερώτημα (i) και το μήκος της ακτίνας του τροχού είναι d = 0,5m, ποια είναι η χρονική εξίσωση της ΗΕΔ

Συνέχεια (Word)

Συνέχεια(Pdf)

Ένας περίεργος συρμάτινος αγωγός στρέφεται

Με ένα εύκαμπτο σύρμα κατασκευάζουμε τον επίπεδο αγωγό ΑΓΔΖΗ του σχήματος.  Τα μήκη των τμημάτων του είναι ΑΓ = 2α και ΓΔ = ΔΖ = ΖΗ = α και οι γωνίες Γ = Δ =Ζ = 900. Ο αγωγός περιστρέφεται σε οριζόντιο επίπεδο, με σταθερή γωνιακή ταχύτητα μέτρου ω, γύρω από κατακόρυφο άξονα που διέρχεται από το Α και είναι κάθετος στο επίπεδο του αγωγού. Στο χώρο υπάρχει κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου Β.
Η ΗΕΔ επαγωγής που αναπτύσσεται στον αγωγό θα είναι:

Συνέχεια (Word)

Συνέχεια (Pdf)