Μετά τη ράμπα, κρούση με ένα μονωμένο σύστημα

Στο σχήμα φαίνεται τμήμα κατακόρυφης τομής κυλινδρικής επιφάνειας ακτίνας R = 3,2m, σχήματος τεταρτοκυκλίου. Από το ανώτερο σημείο Α, εκτοξεύεται κατακόρυφα προς τα κάτω μικρό σώμα Σ1 μάζας m= 2kg, με αρχική ταχύτητα μέτρου υ0 = 2m/s, το οποίο ολισθαίνει συνεχώς στην κυλινδρική επιφάνεια, κατέρχεται, φτάνει στο κατώτερο σημείο Β του τεταρτοκυκλίου και εισέρχεται σε λείο οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα μέτρου υ1 = 6m/s. Πάνω σε αυτό το οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί το σύστημα των σωμάτων Σ2 – Σ3 με το οριζόντιο ελατήριο σταθεράς k = 2000N/m, που τα συνδέει, να βρίσκεται στο φυσικό του μήκος. Το Σ1 συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με το σύστημα των σωμάτων Σ2 – Σ3. Αμέσως μετά την κρούση το σώμα Σ2 αποκτά αλγεβρική τιμή ταχύτητας υ2΄=(2/3)υ1. Δίνεται g = 10m/s2.

 α) Αν η κάθετη αντίδραση που ασκείται στο σώμα Σ1, όταν διέρχεται από το σημείο Β, έχει μέτρο Ν = 42,5Ν, ποιο είναι το μέτρο της ταχύτητας ;

β) Δικαιολογείστε ενεργειακά γιατί το τεταρτοκύκλιο δεν είναι λείο και υπολογίστε το ποσοστό της αρχικής μηχανικής ενέργειας του Σ1, που έγινε θερμική ενέργεια. Θεωρείστε επίπεδο αναφοράς βαρυτικής δυναμικής ενέργειας, το οριζόντιο επίπεδο, που διέρχεται από το Β.

γ) Υπολογίστε τη μεταβολή της ορμής του σώματος Σ1 κατά την κίνησή του στο τεταρτοκύκλιο.

δ) Ποια είναι η μάζα m2 του σώματος Σ2 και πόση είναι η μεταβολή της κινητικής ενέργειας του Σ1 εξ αιτίας της κρούσης;

ε) Να μελετήσετε ποιοτικά το είδος της κίνησης που θα εκτελέσουν τα σώματα Σ2 και Σ3 μετά την κρούση.

στ) Αν m3 = 16kg, βρείτε τη μέγιστη συμπίεση του ελατηρίου και τις ταχύτητες των σωμάτων Σ2 και Σ3 εκείνη τη στιγμή.

ζ) Υπολογίστε τους ρυθμούς μεταβολής ταχύτητας, ορμής και κινητικής ενέργειας του σώματος Σ2, τη στιγμή που το ελατήριο έχει τη μέγιστη συμπίεση.

η) Ποιες είναι οι ταχύτητες των σωμάτων Σ2 και Σ3 τη στιγμή που το ελατήριο αποκτά για πρώτη φορά μετά την κρούση το φυσικό του μήκος;

Απάντηση (Word)

Απάντηση (Pdf)

Online Test – Κρούσεις

Τα θέματα είναι ίδια στα 2 τμήματα, εκτός της ερώτησης 8.

Θέματα Γ2

Θέματα Γ3

Οι απαντήσεις θα αναρτηθούν μετά από σχετική συζήτηση στην «τάξη».

Απαντήσεις

 

Ένα σφαιρίδιο σκαρφαλώνει σε σφήνα

Το σφαιρίδιο Σ1 του σχήματος,  έχει μάζα m = 5kg και εκτοξεύεται με ταχύτητα μέτρου v = 6m/s, παράλληλη προς την πλάγια επιφάνεια ακίνητης σφήνας Σ2 μάζας M = 10kg, σχήματος τριγωνικού πρίσματος, η οποία μπορεί να ολισθαίνει στο οριζόντιο δάπεδο. Στο διπλανό σχήμα φαίνεται μια κατακόρυφη τομή. Η γωνία κλίσης είναι θ = 600g = 10m/sκαι τριβές δεν υπάρχουν.

α) Εξηγείστε γιατί τα σώματα θα αποκτήσουν κάποια στιγμή κοινή ταχύτητα και υπολογίστε το μέτρο της.

β) Ποιο θα είναι το μέγιστο ύψος από το έδαφος, που θα φτάσει το σφαιρίδιο;

γ) Βρείτε την μεταβολή της ορμής του σφαιριδίου Σ1 και της σφήνας Σ2 κατά τη διάρκεια του χρόνου ανόδου από την χαμηλότερη προς την υψηλότερη θέση του σφαιριδίου. Γιατί οι μεταβολές δεν είναι αντίθετες;

δ) Υπολογίστε πόσο χρονικό διάστημα θα χρειαστεί το σφαιρίδιο για να φτάσει στο μέγιστο ύψος και την μέση τιμή του μέτρου της δύναμης επαφής, που δέχεται το σφαιρίδιο από τη σφήνα, μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα.

Θεωρούμε το σφαιρίδιο ως υλικό σημείο και ότι η σφήνα δεν ανατρέπεται κατά τη διάρκεια του φαινομένου.

Απάντηση(Word)

Απάντηση(Pdf)

Κρούσεις και βεληνεκές

Στο σχήμα φαίνεται ένα σώμα Σ1 μάζας m1που εκτοξεύεται στο λείο οριζόντιο τραπέζι και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με το ακίνητο σώμα Σ2 μάζας m2. Το Σ2 μετά την κρούση κινείται οριζόντια, εγκαταλείπει το τραπέζι και προσγειώνεται στο οριζόντιο έδαφος σε απόσταση d από τη βάση του τραπεζιού. Το Σ1 ανακρούει και αφού εγκαταλείψει το τραπέζι προσγειώνεται στην αντίθετη πλευρά, σε απόσταση 2d από τη βάση του τραπεζιού, όπως στο σχήμα. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα.

Συνέχεια(Word)

Συνέχεια(Pdf)

Ένα test με επιλογή

ΤΕΣΤ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΚΡΟΥΣΕΙΣ

 ΟΝΟΜΑ………………………………………….    ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ……………….

Απαντήστε ένα από τα παρακάτω θέματα σε 20min.

ΘΕΜΑ Α (4+16=20)

 Α1) Δυο σφαίρες κινούμενες σε λείο οριζόντιο επίπεδο συγκρούονται.

α) Η ορμή του συστήματος των δύο σφαιρών διατηρείται.

β) Η ενέργεια του συστήματος των δυο σφαιρών σε κάθε περίπτωση διατηρείται.

γ) Η κινητική ενέργεια του συστήματος σε κάθε περίπτωση διατηρείται.

δ) Εξ’ αιτίας της κρούσης η ορμή κάθε σώματος μεταβάλλεται.

Θέματα (Word)

Απάντηση (Word)

Ασκήσεις Κρούσεων – 2020

Πατήστε τα τρακαρισμένα αυτοκίνητα…

Οι τίτλοι των ασκήσεων, αν τοποθετηθούν σε μηχανή αναζήτησης οδηγούν στο συγγραφέα, του οποίου είναι πνευματική ιδιοκτησία.

Πηγή: Ylikonet.gr

Μερικές «αντιφάσεις» στην ελαστική κρούση

Του Διονύση Μάργαρη

Κατά την μετωπική ελαστική κρούση έχουμε καταλήξει στις σχέσεις:

Για τις ταχύτητες των δύο υλικών σημείων που συγκρούονται ελαστικά και που το δεύτερο σώμα είναι αρχικά ακίνητο.

Οι τελικές ταχύτητες συνεπώς των δύο σωμάτων, εξαρτώνται καθαρά από τις σχέσεις των μαζών τους.

Αλλά τότε ανάλογα με την σχέση των δύο μαζών, θα έχουμε διαφορετικά «πρακτικά» αποτελέσματα και μερικά από αυτά μπορούν να δημιουργούν «εκπλήξεις»!

Ας ξεκινήσουμε από μια πολύ συχνή περίπτωση:

ΣΥΝΕΧΕΙΑ

 

Kατηγορίες

Πρόσφατα άρθρα

Σαν σήμερα

  1. 18/05/1804: O Ναπολέων Βοναπάρτης ανεβαίνει στο θρόνο της Γαλλίας.

  2. 18/05/: Διεθνής Ημέρα Μουσείων
    Aπό το 1977 η 18η Μαΐου έχει καθοριστεί ως Διεθνή Ημέρα Μουσείων. Το μήνυμα αυτής της επετείου είναι να γίνουν τα μουσεία φορείς πολιτισμικών ανταλλαγών "με σκοπό την ανάπτυξη της μόρφωσης, την αμοιβαία κατανόηση και τη συνεργασία μεταξύ των λαών".
    Δείτε το σχετικό video
Top
 
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων