Δύο σφαίρες σε λείο κυκλικό αυλάκι και «το παράδοξο της 2ης κρούσης»

Δύο μικρές λείες ελαστικές σφαίρες τοποθετούνται σε ένα οριζόντιο λείο κυκλικό αυλάκι, σε θέσεις αντιδιαμετρικές. Σπρώχνουμε τις δύο σφαίρες να κινηθούν αντίθετα με ταχύτητες υ_Α και υ_Β, αντίστοιχα. Οι δύο σφαίρες κινούνται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα και μετά από χρόνο t₀ συγκρούονται κεντρικά.

α. Σε πόσο χρόνο οι δύο σφαίρες θα ξανασυγκρουστούν;

“ Όταν οι πάγοι λιώνουν”

Ένα ανοικτό μικρό βαγόνι κινείται με ταχύτητα υ, χωρίς τριβές και χωρίς αντίσταση από τον αέρα, πάνω στις ράγες μιας ευθύγραμμης σιδηροδρομικής γραμμής. Κάποια στιγμή, καθώς διέρχεται κάτω από μια γέφυρα, αφήνονται από αυτήν να πέσουν κατακόρυφα πάνω στο βαγόνι ένας αριθμός από παγοκολόνες (ίσως ένας έξυπνος τρόπος να φορτώσουμε γρήγορα και με λιγότερο κόπο το βαγόνι). Η κρούση είναι πλαστική.

Ι. Θεωρείστε το σύστημα «βαγόνι - παγοκολόνες». Τι συμβαίνει στις παρακάτω ποσότητες αυτού του συστήματος, καθώς οι παγοκολόνες “φορτώνονται” στο βαγόνι;

α. Στην οριζόντια ορμή του,

β. στην ταχύτητά του,

γ. στην κινητική του ενέργεια.

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

10 χαρακτηριστικά του Ιαπωνικού εκπαιδευτικού συστήματος

Οι μαθητές στην Ιαπωνία δεν γράφουν διαγωνίσματα μέχρι την ηλικία των 10 ετών. Γράφουν απλά μερικά μικρά τεστ. Ο στόχος του σχολείου τα τρία πρώτα χρόνια δεν είναι η γνώση_; αλλά η εκμάθηση καλών τρόπων και η ανάπτυξη του χαρακτήρα τους. Τα παιδιά μαθαίνουν να σέβονται τους άλλους ανθρώπους και να είναι ευγενικοί με τα ζώα και την φύση. Επίσης, μαθαίνουν να είναι γενναιόδωροι, συμπονετικοί και γεμάτοι κατανόηση. Εκτός από αυτά, τα παιδιά διδάσκονται τις έννοιες της δικαιοσύνης και του αυτο-ελέγχου. 

Περισσότερα εδώ:

Τα εννιά κακά της Παιδείας μας

Για να αγαπήσουν οι νέοι μας το σχολείο τους πρέπει να εκριζωθούν τα κακώς έχοντα, που από αδιαφορία ή από αδυναμία ή επειδή έτσι το βόλευε, το πολιτικό μας σύστημα τα άφησε να γιγαντωθούν, υποκύπτοντας στους ετσιθελικούς ενός παραφουσκωμένου δικαιωματισμού, που δεν εννοεί να δεχτεί ότι η παιδεία είναι υπερκομματική εθνική υπόθεση, αφού αφορά στο μέλλον της Ελλάδος και κατ’ επέκταση όλων των Ελλήνων.

Η γνώμη ενός καταξιωμένου Πανεπιστημιακού δασκάλου εδώ:

Κρούση δύο σφαιρών μετά από ελεύθερη πτώση και το παράδοξο του μέγιστου ύψους

Δύο ελαστικές σφαίρες με μάζες m₁  και m₂, αφήνονται διαδοχικά να πέσουν από το ίδιο ύψος h πάνω σε οριζόντιο επίπεδο. Οι σφαίρες κινούνται επάνω στην ίδια κατακόρυφο. Αφήνεται πρώτα η σφαίρα μάζας m₁ και αμέσως μετά η σφαίρα μάζας m₂. Η σφαίρα μάζας m₁ προσκρούει στο οριζόντιο επίπεδο και αρχίζει να κινείται κατακόρυφα προς τα επάνω. Μόλις αποχωριστεί από το επίπεδο συγκρούεται μετωπικά με την κατερχόμενη   σφαίρα μάζας m₂. Όλες οι κρούσεις είναι ελαστικές και γίνονται πάνω στην ίδια κατακόρυφο.

α. Για ποια τιμή του λόγου m₂/ m₁ των μαζών, η σφαίρα μάζας m₂, μετά την κρούση, αποκτά το μεγαλύτερο δυνατό ποσοστό της συνολικής ενέργειας του συστήματος;

β. Για ποια τιμή του λόγου m₂/ m₁ των μαζών των δύο σφαιρών, η σφαίρα με μάζα m₂ θα ανέλθει στο μέγιστο δυνατό ύψος;  Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

Να θεωρηθεί ότι, όταν οι σφαίρες συγκρούονται, έχουν διανύσει την ίδια κατακόρυφη απόσταση h από το σημείο εκκίνησης. Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα.

 

          Απάντηση:

Ένα θέμα Β που προκάλεσε σύγχυση στους υποψήφιους φοιτητές στην Ινδία.

Είναι ίσως η πιο “μπερδευτική” ερώτηση που έχει μπει σε εισαγωγικές εξετάσεις· συγκεκριμένα, στις εξετάσεις του JEE Advance, που θεωρείται διεθνώς ως μία από τις πιο δύσκολες και αντικειμενικές εξετάσεις εισαγωγής⁽¹⁾ σε προπτυχιακά προγράμματα διαφόρων κολεγίων και ανωτάτων σχολών στην Ινδία ⁽²⁾. 

Τι είναι πιο εύκολο, να σπρώξουμε ένα σώμα ή να το τραβήξουμε;

Η ερώτηση είναι, βασικά, απλή και οποιοσδήποτε χωρίς πολλές γνώσεις φυσικής μπορεί να την απαντήσει, προκάλεσε όμως πονοκέφαλο στους υποψήφιους.

Ας δούμε μια απάντηση:

Κρούση με τριβή, πώς αντιμετωπίζεται

Ένα κιβώτιο μάζας Μ = 5 kg κινείται σε οριζόντιο επίπεδο. Ένα σώμα μάζας m = 1 kg πέφτει κατακόρυφα πάνω στο κιβώτιο με ταχύτητα υ₁ = 10 m/s, ακριβώς τη στιγμή που αυτό περνά από κάτω του κινούμενο με ταχύτητα υ₂ = 2 m/s. Η κρούση είναι πλαστική και διαρκεί αμελητέο χρόνο.

Ποια είναι η ταχύτητα του συσσωματώματος μετά την κρούση, αν ο συντελεστής τριβής ολισθήσεως μεταξύ κιβωτίου και οριζοντίου επιπέδου είναι μ = 0,4; 

(πηγή: HOLICS, Lázló. 300 Creative Physics Problems)

Απάντηση