Μετωπική σύγκρουση αυτοκινήτων.

screenshot_1-1

Του Γιάννη Κυριακόπουλου

Ο Παναγιώτης Κουμαράς έγραψε ένα πολύ ενδιαφέρον άρθρο στο ηλεκτρονικό περιοδικό “Φυσικές Επιστήμες στην Εκπαίδευση” στη σελίδα 41.

Είναι πιο επώδυνη η μετωπική σύγκρουση αυτοκινήτου σε τοίχο ή με
αντίθετα κινούμενο αυτοκίνητο;

Πραγματεύεται έναν διαδεδομένο αστικό μύθο:

-Όταν, λέει ο μύθος, συγκρούεσαι μετωπικά με όμοιο αυτοκίνητο και οι ταχύτητες των αυτοκινήτων είναι 90 km/h είναι σαν να πέφτεις σε βράχο με ταχύτητα 180km/h.

Είναι όμως έτσι;

Πολύ όμορφη παρουσίαση.

Μας είχε προκαλέσει έκπληξη.

Στο άρθρο διαβάζετε για λάθη που επιστήμονες δημοσιεύουν καθώς και λάθος τους που ανασκεύασαν οι Μythbusters.

Και μια μαθηματική λύση:

image003

και προφανώς ίση μέγιστη δύναμη F=ky ή F= k/2 .2y=ky

Η επίκεντρη γωνία επηρεάζει το μαγνητικό πεδίο

α) Χωρίς να κάνετε αριθμητικές πράξεις δώστε την εξίσωση υπολογισμού του μέτρου Β1 της έντασης του μαγνητικού πεδίου, που δημιουργεί ο αγωγός Σ1 στο σημείο Ο.

β) Δικαιολογείστε ποια είναι η φορά του ρεύματος i2.

γ) Υπολογίστε την επίκεντρη γωνία φ του κυκλικού τόξου.

δ) Αν δίνονται R = 0,02mμ0/4π = 10-7Ν/Α2, γράψτε την εξίσωση της ευθείας του σχήματος 2 και υπολογίστε τις τιμές ΒΟ,αρχ και ΒΟ,τελ.

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Στιγμιότυπο στην κίνηση μιας ράβδου

Μια ομογενής λεπτή ράβδος ΑΒ με μήκος L = 2m, τη χρονική στιγμή t0s, έχει τη διεύθυνση του άξονα Οx, ενός συστήματος xOy ορθογωνίων αξόνων, με το μέσον – και κέντρο μάζας – C, να συμπίπτει με την αρχή Ο των αξόνων. Κάποια χρονική στιγμή t1 βρίσκεται για πρώτη φορά στη θέση του διπλανού σχήματος, έχοντας στραφεί αντιωρολογιακά κατά Δθ = 300.

Οι συνιστώσες της ταχύτητας του άκρου Α, έχουν αλγεβρικές τιμές υΑx =+ 2m/s και υAy = -6m/για κάθε άξονα, ενώ η γωνιακή ταχύτητα της ράβδου έχει σταθερό μέτρο ω = 12rad/s, με αντιωρολογιακή φορά.

Θεωρείστε την κίνηση της ράβδου σύνθετη: Ομαλή Στροφική, γύρω από άξονα κάθετο στο επίπεδο xOy που διέρχεται από το κέντρο μάζας C της ράβδου και ευθύγραμμη ομαλή μεταφορική με την ταχύτητα του κέντρου μάζας C. Για τη χρονική στιγμή t1:

α) Υπολογίστε την ταχύτητα του κέντρου μάζας.

β) Υπολογίστε την ταχύτητα του άκρου Β.

γ) Υπολογίστε τη χρονική στιγμή t1 και βρείτε τη θέση του σημείου Α ως προς το δοσμένο σύστημα αξόνων.

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Λαμπάκια LED και φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

Πηγή LED -Χρώμα λ(nm)
Ερυθρό 620
Πορτοκαλί 586
Πράσινο 530
Μπλε 485

Εκτελούμε το πείραμα παρατήρησης φωτοηλεκτρικού φαινομένου στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας ως φωτεινή πηγή μονοχρωματικού φωτός λάμπες LED, οι οποίες εκπέμπουν μήκη κύματος, που φαίνονται στον παραπάνω πίνακα.

Η φωτοκάθοδος της συσκευής είναι από Cs (καίσιο), που έχει έργο εξαγωγής

φ = 2,87 ∙ 10-19J.

α)  Θεωρώντας γνωστή τη σχέση Εph = 1242(eVnm) / λ(nm), εξετάστε ποιες από τις λάμπες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή φωτοηλεκτρονίων.

β) Χρησιμοποιώντας τις λάμπες που βρήκατε στο ερώτημα (α) συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα:

Πηγή Led -Χρώμα λ(nm) f(*1014Hz) Εph (eV) Kmax (eV) V0 (V)
 
 
 
 

Δίνεται η ταχύτητα φωτός στο κενό ή αέρα c = 3∙108m/s.

γ) Να κάνετε τη γραφική παράσταση Kmax → f σε βαθμολογημένους άξονες, θεωρώντας ότι είναι ευθεία. Με τη βοήθεια της γραφικής παράστασης υπολογίστε τη σταθερά του Planck και το σχετικό σφάλμα μέτρησης, αν η τιμή της σταθεράς είναι h = 6,63∙10-34Js.

δ) Χρησιμοποιώντας τη μπλε λάμπα, πλησιάζουμε τη φωτεινή πηγή στη μισή απόσταση (από σε d/2), σε σχέση με αυτή που βρισκόταν ως τώρα.

δ1) Τι θα συμβεί με τη φωτονική ροή πάνω στην κάθοδο;

δ2) Να κάνετε ποιοτική γραφική παράσταση της έντασης του φωτορεύματος i σε συνάρτηση με την τάση VAK (ανόδου – καθόδου), πριν και μετά το πλησίασμα της φωτεινής πηγής. Υποθέτουμε ότι κάθε φωτόνιο εξάγει ένα ηλεκτρόνιο.

ε) Να κάνετε ποιοτική γραφική παράσταση της έντασης του φωτορεύματος i σε συνάρτηση με την τάση VAK (ανόδου – καθόδου), για την κόκκινη και τη μπλε λάμπα τοποθετημένες στην ίδια απόσταση από τη φωτοκάθοδο. Υποθέτουμε ότι κάθε φωτόνιο εξάγει ένα ηλεκτρόνιο.

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Πόσο καλά καταλάβαμε τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα;

Ερώτηση 1

Κρατάμε μια χτένα, που προηγουμένως έχουμε χτενιστεί, κοντά σε μια φορτισμένη επιφάνεια. Τη χρονική στιγμή t0 = 0αρχίζουμε να ταλαντώνουμε τη χτένα πλησιάζοντας και απομακρύνοντας την από την επιφάνεια. Η επιφάνεια δέχεται την μεταβλητή ηλεκτρική δύναμη ακαριαία;

α. Ναι.

β. Όχι. Χρειάζεται πεπερασμένος χρόνος.

……..

Ακολουθούν άλλες 7 ερωτήσεις 

Ακολουθούν άλλες 7 ερωτήσεις %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Τα άστρα είναι μαύρα σώματα…

δ1
A) H ένταση ανά μονάδα μήκους κύματος, του ηλιακού φωτός που φτάνει στη Γη, δίνεται από το διάγραμμα 1:

α) Πόσο είναι το εμβαδό κάτω από τη γκρι γραφική παράσταση; Δικαιολογείστε την απάντησή σας.
β) Η απόσταση της Γης από την επιφάνεια του Ήλιου είναι d = 1,5∙1011mΠοιος είναι ο ρυθμός εκπομπής φωτεινής ενέργειας από τον Ήλιο; Θεωρούμε τον Ήλιο ως σημειακή φωτεινή πηγή, που εκπέμπει ομοιόμορφα προς όλες τις διευθύνσεις.
γ) Υπολογίστε το ρυθμό με τον οποίο φωτόνια με το μήκος κύματος αιχμής, χτυπούν το γυαλί του φακού ενός τηλεσκοπίου με διάμετρο φακού δ = 200mm, αν υποθέσουμε ότι το φως του Ήλιου είναι μονοχρωματικό με αυτό το μήκος κύματος.

BΣτην επόμενη εικόνα βλέπουμε κάποια πολύ γνωστά άστρα και το χρώμα τους στην περιοχή του ορατού φωτός. Οι θερμοκρασίες τους – με τυχαία σειρά – μπορεί να είναι:

Συνέχεια 

Συνέχεια %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Όταν οι ράγες είναι κάθετες

Δύο ευθύγραμμοι μεταλλικοί αγωγοί Σ1 και Σ2 αμελητέας αντίστασης, συγκολλούνται μεταξύ τους στο ένα τους άκρο και τοποθετούνται σε οριζόντιο τραπέζι ώστε να είναι ακλόνητοι, με τη γωνία xAy = 900. Ένας τρίτος αγωγός Σ3 μήκους L = 2m, κινείται με σταθερή ταχύτητα και βρίσκεται κάθε στιγμή σε αγώγιμη επαφή με τους δύο σταθερούς αγωγούς, έτσι ώστε το ορθογώνιο τρίγωνο που σχηματίζεται από τους τρεις αγωγούς να είναι ισοσκελές. Τη χρονική στιγμή t = 0s το μέσον Μ του αγωγού Σ3 διέρχεται από το σημείο Α. H ταχύτητα του αγωγού Σ3 έχει μέτρο υ = (√2/4)m/s, διεύθυνση παράλληλη προς τον αγωγό Σ1, όπως στο σχήμα και επιτυγχάνεται με την εξάσκηση κατάλληλης δύναμης . Κάθετα στο επίπεδο του τριγώνου διέρχονται οι δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου έντασης μέτρου Β = 1Τ .

α) Εξηγείστε γιατί δημιουργείται επαγωγικό ρεύμα στο τριγωνικό πλαίσιο που δημιουργείται από τους τρεις αγωγούς και προσδιορίστε τη φορά του.

β) Υπολογίστε την ΗΕΔ επαγωγής που αναπτύσσεται στο πλαίσιο σε συνάρτηση με το χρόνο και κάνετε την αντίστοιχη γραφική παράσταση σε βαθμολογημένους άξονες, μέχρι τη χρονική στιγμή t1 που θα χάσει ο αγωγός Σ3 την επαφή του με τους Σ1, Σ2.

γ) Αν η αντίσταση ανά μονάδα μήκους του πλαισίου είναι R*= 0,125Ω/m, υπολογίστε το επαγωγικό ρεύμα που διαρρέει το πλαίσιο σε συνάρτηση με το χρόνο.

δ) Βρείτε τη χρονική εξίσωση της εξωτερικής δύναμης που ασκούμε για να κινείται ο αγωγός με σταθερή ταχύτητα.

ε) Βρείτε τη χρονική εξίσωση της παρεχόμενης ισχύος από τη δύναμη και από την αντίστοιχη γραφική παράσταση υπολογίστε το έργο της δύναμης μέχρι τη χρονική στιγμή t1.

στ) Να βρείτε όλους τους μετασχηματισμούς της ενέργειας ανά μονάδα χρόνου και να επαληθεύσετε την Διατήρηση της Ενέργειας, μέχρι τη χρονική στιγμή t1.

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Kατηγορίες

Πρόσφατα άρθρα

Σαν σήμερα

25/6/1925: Ο στρατηγός Θεόδωρος Πάγκαλος διαλύει το κοινοβούλιο και κηρύσσει τη βραχύβια δικτατορία του.

Άνοιγμα μενού
Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων