Κανόνες του Kirchhoff

  Δίνεται ένα τμήμα κυκλώματος ΑΖ (το κύκλωμα περιέχει και άλλα στοιχεία και κάπου κλείνει, χωρίς να το γνωρίζουμε αλλά και χωρίς να μας ενδιαφέρει), όπου από το άκρο του Α εισέρχεται ρεύμα έντασης Ι₁=10Α.

Στο κύκλωμα έχουν σημειωθεί και οι εντάσεις των ρευμάτων που διαρρέουν την συσκευή Σ, όπου Ι₂=6Α και την μπαταρία με τάση V=3V, όπου Ι₃=3Α.

i) Να βρεθεί η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό ΒΓ.

ii) Να βρεθούν οι εντάσεις που διαρρέουν τις λάμπες που βρίσκονται στους κλάδους ΒΕ και ΕΖ.

iii) Συνδέσαμε στο κύκλωμα ένα ιδανικό βολτόμετρο που μετρά την τάση μεταξύ των σημείων Α και Β, η ένδειξη του οποίου είναι V₁=13V. Μπορείτε προσθέσετε το βολτόμετρο στο κύκλωμα;

iv) Δίνεται ότι το δυναμικό στο σημείο Β  είναι ίσο με το δυναμικό στο Γ, ενώ η τάση μεταξύ των σημείων Δ και Ε είναι ίση με 6V:

α) Το σημείο Δ ή το σημείο Ε έχει μεγαλύτερο δυναμικό;

β) Να υπολογιστεί η τάση V_ΒΕ=V_Β-V_Ε.

v) Αν η τάση μεταξύ των Α και Ζ είναι ίση V_Α-V_Ζ=40V, να υπολογιστεί η ένδειξη ενός βολτομέτρου, οι ακροδέκτες του οποίου θα συνδεθούν στα σημεία Ε και Ζ.

Απάντηση:

ή

  Κανόνες του Kirchhoff.

  Κανόνες του Kirchhoff.

Τα σημειακά φορτία Q₁ = 2 μC, Q₂, και Q₃ που φαίνονται στην εικόνα δημιουργούν στο σημείο Β, ένταση με μέτρο Ε_Β = 9∙10⁷ N/C με φορά όπως φαίνεται στο σχήμα. Οι αποστάσεις είναι r = 3 cm και d = 4 cm.
Να βρείτε:
Δ1. Το πρόσημο και την ποσότητα του φορτίου Q₂ που βρίσκεται στο σημείο Γ.
Δ2. Το δυναμικό των τριών φορτίων στο σημείο Β
Κρατώντας τα φορτία Q₂ και Q₃ ακλόνητα, μεταφέρουμε το φορτίο Q₁ από το Α στο άπειρο.
Να βρεθεί:
Δ3. Το δυναμικό των Q₂, Q₃ στο σημείο Α και το έργο που απαιτείται για την μεταφορά του φορτίου Q₁ από το Α στο άπειρο.
Δ4. Το μέτρο της δύναμης μεταξύ των δύο φορτίων που έχουν μείνει. (σε κλασματική μορφή).
Δίνεται η ηλεκτρική σταθερά, k = 9∙10⁹ Nm²/C².
Η συνέχεια εδώ.

Η κίνηση, η ορμή και η κρούση

 

Δυο σώματα Α και Β ηρεμούν σε οριζόντιο επίπεδο. Σε μια στιγμή t₀=0 ασκούμε στο σώμα Α μια σταθερή οριζόντια δύναμη μέτρου F=6Ν, με αποτέλεσμα τη στιγμή t₁=4s, έχοντας αποκτήσει ταχύτητα u=8m/s, να συγκρούεται με  το σώμα Β. Τη στιγμή αυτή παύει να ασκείται και η δύναμη F στο Α  σώμα.

i)    Αν το επίπεδο είναι λείο, πόση είναι η μάζα του Α σώματος;

Αν ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ του σώματος Α και του επιπέδου είναι μ=0,4 τότε:

ii) Πόση είναι η μάζα m₁ του σώματος Α;

iii) Αν μετά την κρούση, η οποία θεωρείται ακαριαία, το Α σώμα κινείται προς τα αριστερά και σταματά τη χρονική στιγμή t₂=4,5s, να βρεθούν:

α) Η μεταβολή της ορμής του σώματος Α, η οποία οφείλεται στην κρούση.

β) Η ορμή του σώματος Β, αμέσως μετά την κρούση.

Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

  Η κίνηση, η ορμή και η κρούση

  Η κίνηση, η ορμή και η κρούση

Το ημισφαίριο αλλάζει την πορεία της σφαίρας

Μια μικρή σφαίρα, μάζας m=0,5kg αφήνεται να πέσει από το σημείο Α και αφού διανύσει απόσταση h φτάνει στο άκρο ενός λείου ημισφαιρίου κέντρου Κ και ακτίνας R=0,6m, εντός του οποίου συνεχίζει  την κίνησή της.

i)  Να σχεδιάσετε την ταχύτητα και την επιτάχυνση της σφαίρας, στη θέση Β κατά την πτώση της, στο κατώτερο σημείο του ημισφαιρίου Δ, καθώς και σε μια θέση Ε, αφού εγκαταλείψει το ημισφαίριο και κινείται προς τα πάνω.

ii) Αν για το μέτρο της επιτάχυνσης στα σημεία Β και Δ, ισχύει α_Δ=4α_Β, να υπολογιστεί η απόσταση (ΑΓ)= h.

iii) Να υπολογιστεί ο ρυθμός μεταβολής της ορμής της σφαίρας στις θέσεις Β και Δ.

iv) Να βρεθεί η μεταβολή της ορμής της σφαίρας μεταξύ των θέσεων Γ και Δ.

Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

   Το ημισφαίριο αλλάζει την πορεία της σφαίρας

   Το ημισφαίριο αλλάζει την πορεία της σφαίρας 

Γιατί να κινηθεί το αμαξίδιο;

  Ένα αμαξίδιο με «πλάτη» ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο, ενώ μια σφαίρα μάζας m=1kg, κρέμεται στο άκρο κατακόρυφου μη εκτατού νήματος, αμελητέας μάζας, μήκους ℓ=0,5m, το άλλο άκρο του οποίου έχει δεθεί στο σημείο Ο της πλάτης, όπως στο πρώτο από τα παρακάτω σχήματα:

i) Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σύστημα των δύο σωμάτων αμαξίδιο-σφαίρα και να εξετάσετε αν το σύστημα είναι μονωμένο.

ii) Εκτρέπουμε τη σφαίρα, καθιστώντας το νήμα οριζόντιο και ταυτόχρονα δένουμε τη σφαίρα στο άκρο ενός δεύτερου κατακόρυφου νήματος, όπως στο μεσαίο σχήμα. Το σύστημα και πάλι ηρεμεί.

α)  Αφού σχεδιάσετε τις εξωτερικές δυνάμεις που ασκούνται στα σώματα του παραπάνω συστήματος, να εξετάσετε αν το σύστημα είναι τώρα μονωμένο.

β)  Ένας συμμαθητής σας υποστηρίζει ότι μέσω του νήματος, η σφαίρα ασκεί δύναμη στο αμαξίδιο. Συμφωνείτε ή διαφωνείτε με την θέση αυτή;

iii) Σε μια στιγμή t₀=0, κόβουμε το κατακόρυφο νήμα, οπότε η σφαίρα θα κινηθεί προς τα κάτω. Για την στιγμή αμέσως μετά (t₀⁺):

α) Να εξετάσετε αν το σύστημα των σωμάτων είναι μονωμένο.

β) Να υπολογίσετε το ρυθμό μεταβολής της ορμής:

β₁) της σφαίρας,   β₂) του αμαξιδίου,   β₃) του συστήματος.

iv) Μετά από λίγο η σφαίρα περνά από το χαμηλότερο σημείο της τροχιάς της, με το νήμα κατακόρυφο, έχοντας ταχύτητα υ=3m/s, όπως στο 3^ο σχήμα.

α) Να εξηγήσετε γιατί την στιγμή αυτή, το αμαξίδιο έχει αποκτήσει κάποια ταχύτητα, αντίθετης φοράς (προς τα αριστερά).

β) Να βρείτε την συνολική μάζα του αμαξιδίου (μαζί με την πλάτη…).

Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

  Γιατί να  κινηθεί το αμαξίδιο;

  Γιατί να  κινηθεί το αμαξίδιο;

Μπρος ή πίσω;

  

Σε λείο οριζόντιο επίπεδο κινείται με σταθερή ταχύτητα u₀=5m/s μια μακριά σανίδα μάζας Μ=10kg. Σε μια στιγμή αφήνουμε πάνω της, χωρίς αρχική ταχύτητα, ένα σώμα Α μάζας m=2,5kg, όπως στο σχήμα και παρατηρούμε ότι παρασύρεται από την σανίδα γλιστρώντας για λίγο πάνω της.

i)  Το σώμα Α θα κινηθεί προς τα δεξιά ή προς τα αριστερά; Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας, δίνοντας και κατάλληλο σχήμα, στο οποίο να έχουν σημειωθεί οι δυνάμεις που ασκούνται σε σανίδα και σώμα Α.

ii) Το σύστημα των δύο σωμάτων είναι ή όχι μονωμένο;

iii) Κάποια στιγμή t₁, το σώμα Α κινείται προς τα δεξιά με ταχύτητα μέτρου υ₂=2m/s. Να υπολογιστεί η ταχύτητα της σανίδας την στιγμή αυτή.

iv) Αν τη στιγμή t₁ η ορμή του σώματος Α μεταβάλλεται με ρυθμό dp₂/dt=5kg∙m/s², ενώ η ασκούμενη δύναμη τριβής μεταξύ των δύο σωμάτων είναι σταθερή, να βρεθούν:

α) Η ολική μεταβολή της ορμής της σανίδας.

β) Το χρονικό διάστημα που διαρκεί η ολίσθηση του σώματος Α, πάνω στη σανίδα.

Απάντηση:

ή

  Μπρος ή πίσω;

  Μπρος ή πίσω;

Η ορμή και η κρούση

  Σε λείο οριζόντιο επίπεδο, κινούνται δύο σφαίρες Α και Β ίδιας ακτίνας, όπως στο πρώτο σχήμα (σε κάτοψη) και κάποια στιγμή συγκρούονται στην αρχή Ο ενός ορθογωνίου συστήματος αξόνων. Αν μετά την κρούση η Α σφαίρα κινείται ξανά κατά μήκος του άξονα x, προς την αρνητική κατεύθυνση, τότε:

i) Ποιο από τα διανύσματα του σχήματος i) παριστάνει την δύναμη που ασκήθηκε στην σφαίρα Α στη διάρκεια της κρούσης;

ii) Ποιο από τα διανύσματα του σχήματος ii) δείχνει την ταχύτητα της Β σφαίρας, αμέσως μετά την κρούση;

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

 Η ορμή και η κρούση

 Η ορμή και η κρούση

Διαγώνισμα κυκλική κίνηση 2021

Από ύψος h = 0,8 m πάνω από έναν περιστρεφόμενο δίσκο ακτίνα R, αφήνουμε ένα πολύ μικρό σώμα να πέσει κατακόρυφα και χτυπά το δίσκο σε σημείο της περιφέρειας Α. Μετά από Δt = 1 s από το ίδιο σημείο εκτοξεύουμε με οριζόντια ταχύτητα υ₀ = 4 m/s δεύτερο όμοιο σώμα με το πρώτο και διαγράφοντας οριζόντια βολή χτυπά το δίσκο σε σημείο Β της περιφέρειας, έτσι ώστε η επίκεντρη γωνία ΑΟΒ να είναι 135^ο. Το επίπεδο της βολής συμπίπτει με μία διάμετρο του δίσκου. Ο δίσκος κινείται συνεχώς με σταθερή γωνιακή ταχύτητα και τα δύο χτυπήματα από τα σώματα δεν επιφέρουν καμία μεταβολή στην κίνηση του. Να βρεθούν:

α. Ο χρόνος που χρειάζεται ο δίσκος για να εκτελέσει μία πλήρη περιστροφή

β. Η κεντρομόλος επιτάχυνση ενός σημείου της περιφέρειάς του

Τοποθετούμε πάνω στο δίσκο (χωρίς να προκαλέσουμε μεταβολή στην κίνησή του) μικρό κέρμα μάζας m = 0,02 kg και αυτό μόλις που δεν ολισθαίνει ως προς τον δίσκο.

Η συνέχεια εδώ.

Πληροφορίες από ένα διάγραμμα ορμής

  Ένα σώμα κινείται σε λείο οριζόντιο επίπεδο και στο παρακάτω διάγραμμα δίνεται η μεταβολή της ορμής του σε συνάρτηση με το χρόνο (p-t). Στο σχήμα δίνονται επίσης έξι ενδεχόμενα, όσον αφορά την ταχύτητα του σώματος και την ασκούμενη οριζόντια δύναμη στο σώμα.

 

Με δεδομένο ότι η προς τα δεξιά κατεύθυνση θεωρείται θετική, να βρείτε ποιο ενδεχόμενο περιγράφει την κατάσταση τις χρονικές στιγμές:

i) t=0,    ii) t=t₁  και    iii) t=t₂,

αν τη στιγμή t₁ η ορμή του σώματος, είναι μέγιστη.

Απάντηση:

ή

  Πληροφορίες από ένα διάγραμμα ορμής

 Πληροφορίες από ένα διάγραμμα ορμής

Η ορμή και η δύναμη

 

Στο διπλανό σχήμα ένα σώμα κινείται προς τα δεξιά σε λείο οριζόντιο επίπεδο και κάποια στιγμή δέχεται δύναμη, επίσης προς τα δεξιά και στο διάγραμμα δίνονται δύο διαφορετικές εκδοχές για την μεταβολή της ορμής του σώματος, σε συνάρτηση με το χρόνο.

i)  Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα F-t, μπορεί να αντιστοιχεί σε κάθε εκδοχή Α και Β;

 

ii) Ένας μαθητής υποστήριξε ότι χαράσσοντας στο ίδιο διάγραμμα τις ασκούμενες δυνάμεις για τα διαγράμματα Α και Β, μπορούσαμε να πάρουμε το διπλανό διάγραμμα. Να εξετάσετε αν αυτό είναι ή όχι ένα σωστό ενδεχόμενο.

iii) Σε μια επανάληψη του πειράματος και ενώ το σώμα κινείται προς τα δεξιά με αρχική ορμή Ρ₀=10kg∙m/s, δέχεται την επίδραση δύναμης προς τα αριστερά, όπως στο παρακάτω σχήμα.

α) Αν το διάγραμμα (α) παριστάνει το μέτρο της δύναμης σε συνάρτηση με το χρόνο, ποιο από τα επόμενα διαγράμματα (β), (γ) και (δ), παριστάνει την ορμή του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο;

 

β) Αν το μέτρο της ασκούμενης δύναμης μεταβάλλεται όπως στο διάγραμμα (α₁), ποιο από τα επόμενα διαγράμματα, δίνει τώρα την μεταβολή της ορμής του σώματος;

 

Απάντηση:

ή

 Η ορμή και η δύναμη

 Η ορμή και η δύναμη