ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ επιλογή θεμάτων

Πέμπτη 16 Μαΐου 2024

Μια ράβδος ισορροπεί σε μαγνητικό πεδίο και συγκρατεί σώμα που ταλαντώνεται. Δύο μαθητές λύνουν την άσκηση

Η μεταλλική ράβδος του σχήματος είναι ομογενής, άκαμπτη και ισοπαχής, μήκους L = 1 m και μάζας M = 0,5 kgr. Μπορεί να περιστρέφεται σε κατακόρυφο επίπεδο γύρω από τον οριζόντιο άξονα μιας άρθρωσης από μονωτικό υλικό στερεωμένης σε ένα τοίχο. Με τη βοήθεια ενός μη εκτατού σχοινιού με μεγάλο όριο θραύσης συγκρατείται σε οριζόντια θέση. Τα άκρα της συνδέονται με αβαρή σύρματα που συνδέονται με τους πόλους μιας ηλεκτρικής μπαταρίας. Τα σύρματα και η ράβδος διαρρέονται από ρεύμα έντασης 10 Α. Η ράβδος βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β = 0,1 Τ με φορά από τον αναγνώστη προς τη σελίδα.

Ένα ελατήριο που έχει σταθερά k = 200 Ν/m είναι στερεωμένο στο ελεύθερο άκρο της. Στο κάτω άκρο του ελατηρίου προσαρτάται ένα σώμα Σ μάζας m = 0,2 kgr. Όλα τα σώματα ισορροπούν.

α) Να υπολογίσετε την τάση του σχοινιού.

β) Θέτουμε το σώμα Σ σε ταλάντωση. Να βρείτε το μέγιστο πλάτος της ταλάντωσής του, ώστε το σχοινί που συγκρατεί τη ράβδο να παραμένει τεντωμένο σε όλη τη διάρκεια της ταλάντωσης κι έτσι η ράβδος να διατηρείται σε ισορροπία στην οριζόντια θέση.

Δίνονται: (ΟΑ) = L/4 και g = 10 m/sec².

γ) Αν το σώμα κάνει ταλάντωση με το μέγιστο πλάτος που προσδιορίσατε, πόση είναι η μέγιστη ροπή της τάσης του σχοινιού ως προς τον άξονα περιστροφής Ο;

Δίνεται: ημφ = 0,8

Η άσκηση με κλικ εδώ.

Δύο μαθητές λύνουν την άσκηση, με κλικ εδώ.