ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ και όχι μόνο…
Ανδρέας Ριζόπουλος – Καθηγητής Φυσικής 12ου Λυκείου Πατρών
Όπως φαίνεται δεξιά, έχουμε ως δεδομένα:
Ο ταλαντωτής τη χρονική στιγμή t0 = 0s, έχει αρχική απομάκρυνση A0 = 0,4m και αρχική ταχύτητα υ0 = 0m/s.
α) Υπολογίστε την γωνιακή ιδιοσυχνότητα ω0 και την ιδιοπερίοδο Τ0 της αντίστοιχης αμείωτης ταλάντωσης. Από το διάγραμμα βρείτε πόση είναι η περίοδος της φθίνουσας ταλάντωσης. Τι συμπεραίνετε για τη σχέση μεταξύ τους;
Στο κάτω άκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου, σταθεράς k = 100N/m, που το πάνω άκρο του είναι ακλόνητα δεμένο στο ταβάνι, είναι προσαρμοσμένο σώμα, μάζας m = 1kg και ισορροπεί ακίνητο. Απομακρύνουμε το σώμα κατά A0 = 2m, από τη θέση ισορροπίας και το αφήνουμε ελεύθερο, χωρίς αρχική ταχύτητα. Εκτός από τη δύναμη επαναφοράς F=-kx , υπάρχει δύναμη τριβής αντίθετη της ταχύτητας της μορφής F=-bυ .Το σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση με σταθερά απόσβεσης b = 2kg/s, η οποία θεωρείται «μικρή» για τις συνθήκες του προβλήματος.
Η συνέχεια…
Του Διονύση Μάργαρη
Πατήστε τα ελατήρια
Όταν η ενέργεια μιας ταλάντωσης παραμένει σταθερή τότε η ταλάντωση χαρακτηρίζεται αμείωτη και αυτό συμβαίνει όταν δεν υπάρχουν τριβές. Όταν υπάρχουν τριβές, τότε η ενέργεια της ταλάντωσης ελαττώνεται μέχρι τελικά να μηδενιστεί. Η ταλάντωση τότε ονομάζεται φθίνουσα.
Σώμα μάζας m = 5kg εκτελεί ευθύγραμμη κίνηση σε άξονα xx΄με την επίδραση δύο δυνάμεων. Μιας δύναμης επαναφοράς με αλγεβρική τιμή Fεπ = -40x (S.I.) και μιας δύναμης απόσβεσης με αλγεβρική τιμή Fαπ = -20υ (S.I.), όπου x και υ οι αλγεβρικές τιμές θέσης και ταχύτητας αντίστοιχα. Το σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση και οι χρονικές εξισώσεις της απομάκρυνσης και της ταχύτητας είναι
του Θοδωρή Παπασγουρίδη.