Όποιος σκορπίζει γνώση κερδίζει χαρά!!

Δευτέρα, 29 Νοεμβρίου 2010

3o θεωρητικό σημείωμα.

Κατά το βέλτιστο δυνατό τρόπο …

  Ένα θεωρητικό κείμενο και μια εφαρμογή, με αφορμή τη δυσκολονόητη φράση (σελ. 23) του σχολικού βιβλίου:
  “ Κατά το συντονισμό η ενέργεια μεταφέρεται στο σύστημα κατά το βέλτιστο δυνατό τρόπο, γι αυτό το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται μέγιστο”

 
Σας δίνεται η παρακάτω πληροφορία:
 «Ο συντονισμός, (με την έννοια ότι είναι μια κατάσταση μεγιστοποίησης του ρυθμού μεταφοράς ενέργειας από το διεγέρτη στο ταλαντούμενο σώμα, που συμβαίνει όταν ωδ = ωο), γίνεται καλύτερα κατανοητός αν σκεφτούμε πως, στην κατάσταση αυτή, η δύναμη του διεγέρτη πρέπει να είναι σε φάση με την ταχύτητα του σώματος που ταλαντώνεται. Δηλαδή, η Fδιεγ και η υ πρέπει να έχουν το ίδιο φο και το ίδιο ω, το ωο.
   Έτσι, ο διεγέρτης ασκεί την απαραίτητη δύναμη στη μάζα ακριβώς την κατάλληλη στιγμή και στην κατάλληλη θέση, με αποτέλεσμα η ενέργεια να μεταφέρεται στη μάζα με το βέλτιστο δυνατό τρόπο …. 
  Για παράδειγμα: είναι γνωστό ότι όταν x = 0 και η μάζα κινείται προς τη θετική κατεύθυνση, τότε υ = max.  Πρέπει, για να’ χουμε συντονισμό, αυτή τη χρονική στιγμή, η δύναμη του διεγέρτη να πάρει κι αυτή τη μέγιστη θετική τιμή της, ώστε να εξουδετερώσει τη δύναμη απόσβεσης, η οποία την ίδια στιγμή έχει μέγιστο μέτρο αλλά αρνητική αλγεβρική τιμή. Στις ακραίες θέσεις, όπου η ταχύτητα μηδενίζεται κι αλλάζει κατεύθυνση, πρέπει και η δύναμη του διεγέρτη να μηδενίζεται και να αλλάζει ταυτόχρονα και κατά τον ίδιο τρόπο κατεύθυνση».

  Έστω, λοιπόν, μια εξαναγκασμένη, με απόσβεση, μηχανική ταλάντωση, στην οποία η δύναμη του διεγέρτη παρέχεται από τη σχέση: F = Fo ημ(40πt)    (S.I) .
  α)  Πόση πρέπει να είναι η ιδιοσυχνότητα του ταλαντούμενου συστήματος ώστε η ενέργεια να μεταφέρεται από το διεγέρτη στο σύστημα με το βέλτιστο δυνατό τρόπο;
  β)  Δίνεται ότι, με τη δράση της παραπάνω διεγείρουσας δύναμης, το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται 10 cm.  Να γράψετε τις εξισώσεις της ταχύτητας και της απομάκρυνσης με το χρόνο στην κατάσταση που περιγράφεται στο προηγούμενο ερώτημα.
   
    Aπ.  α) 20 Ηz,    β) πρέπει να θυμηθείτε ότι η φάση της ταχύτητας είναι μεγαλύτερη από τη φάση της απομάκρυνσης κατά  π/2,  οπότε:  υ = Αωημ40πtx =0,1ημ(40πt – π/2),   (S.I)

Τετάρτη, 24 Νοεμβρίου 2010

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - ΕΝΑ ΔΙΩΡΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ

ΘΕΜΑ  Α
i) Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.
(Στις ημιτελείς προτάσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία τη συμπληρώνει σωστά).

A1. Σ’ ένα κύκλωμα LC που εκτελεί αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση, το φορτίο του πυκνωτή μεταβάλλεται σύμφωνα με τη σχέση  q = Qσυνωt :
α.  η μέγιστη ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ω2Q.
β.  η μέγιστη τάση από αυτεπαγωγή στα άκρα του πηνίου είναι  Lω2Q.
γ.  ο μέγιστος ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα είναι ωQ.
δ.  η μέγιστη ηλεκτρική ενέργεια του πυκνωτή έχει τιμή  ½ Lω2Q.
Δείτε τη συνέχεια εδώ και τις απαντήσεις εδώ

Δευτέρα, 22 Νοεμβρίου 2010

5 ερωτήσεις στις ηλεκτρικές ταλαντώσεις - ΘΕΜΑ Β.

1. Σε μια αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση η μέγιστη ενέργεια του μαγνητικού πεδίου είναι 10 Joule. Όταν η ένταση του ρεύματος είναι 1 Α τότε η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου είναι 7,5 Joule.

I(A)          0                  1                             
UE(J)        7,5
UB(J)0      10
α. Να μεταφέρετε τον πίνακα στο τετράδιό σας και να συμπληρώσετε τα κενά.
β. Να δικαιολογήσετε τη συμπλήρωση δύο κενών, του κάτω αριστερά και του πάνω δεξιά.

Δείτε την απάντηση και τις υπόλοιπες ερωτήσεις εδώ.

Παρασκευή, 5 Νοεμβρίου 2010

Μια επαφή που κινδυνεύει να χαθεί ... λόγω κρούσης!

  Ένα ελατήριο, σταθεράς k = 100 N/m, είναι στερεωμένο στο κάτω άκρο του με τον άξονά του κατακόρυφο. Στο πάνω άκρο του βρίσκεται στερεωμένος ένας αβαρής οριζόντιος δίσκος και πάνω σ’ αυτόν είναι τοποθετημένο ένα σώμα μάζας m = 1,6 kgr, χωρίς να είναι στερεωμένο με το δίσκο. Το σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας. Από ύψος h = 20 cm, πάνω από το σώμα που στηρίζεται στο δίσκο, αφήνουμε χωρίς αρχική ταχύτητα ένα δεύτερο σώμα μάζας ίσης με το πρώτο, το οποίο συγκρούεται πλαστικά με αυτό και το συσσωμάτωμα που δημιουργείται αρχίζει να κάνει  α.α.τ.
α) Να βρείτε την ενέργεια και το πλάτος της ταλάντωσης του συσσωματώματος.
β) Αν το ύψος είναι μεγαλύτερο κάποιου ho, το συσσωμάτωμα σε κάποια θέση αποσπάται από τον αβαρή δίσκο. Ποια είναι η θέση αυτή;
γ) Υπολογίστε το ho, ώστε το συσσωμάτωμα να συνεχίσει να εκτελεί την α.α.τ. Δίνεται ότι g = 10 m/sec2.
Απ. α) 2,88 J,  β) Α = 24 cm, γ) 32 cm πάνω από τη θέση ισορροπίας του συσσωματώματος, δηλαδή στη θέση όπου το ελατήριο αποκτά το φυσικό του μήκος, δ) ho = 48 cm.

Τετάρτη, 3 Νοεμβρίου 2010

2ο θεωρητικό σημείωμα

Τι κάνουμε όταν χρειαζόμαστε τη δύναμη επαφής; 

Αυτά για την απώλεια επαφής. Πώς θα υπολογίσουμε όμως τη δύναμη επαφής σε μια συγκεκριμένη θέση;  
Επειδή η δύναμη επαφής είναι εσωτερική δύναμη ανάμεσα στα δύο σώματα δεν μπορούμε να την υπολογίσουμε από σχέσεις που αναφέρονται στην α.α.τ του συστήματος των σωμάτων, γιατί απλούστατα δεν υπάρχει σ’ αυτές. Γι αυτό πρέπει να ασχοληθούμε ξεχωριστά με τις α.α.τ κάθε σώματος και συγκεκριμένα με τη συνισταμένη δύναμη, που καθένα απ’ αυτά δέχεται και την εξάρτησή της με την απομάκρυνση x από τη θέση ισορροπίας.