Τετάρτη, 4 Απριλίου 2012

Μια περισσότερο ιδιόμορφη «κρούση».

Πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί μια λεπτή σανίδα μάζας Μ. Εκτοξεύουμε  οριζόντια, από το άκρο της σανίδας, μια σφαίρα ίδιας μάζας Μ με αρχική ταχύτητα υ0 και με κινητική ενέργεια 40J, η οποία δεν περιστρέφεται. Παρατηρούμε ότι η σφαίρα αρχίζει να περιστρέφεται, ενώ ταυτόχρονα η σανίδα κινείται προς τα δεξιά επιταχυνόμενη για λίγο, ενώ στη συνέχεια τόσο η σφαίρα, όσο και η σανίδα κινούνται με σταθερές ταχύτητες.
i)  Μπορείτε να ερμηνεύσετε τις παραπάνω παρατηρήσεις;
ii) Αποδείξτε ότι όταν τα σώματα αποκτήσουν σταθερές ταχύτητες ισχύει υcm-ωR=υ1, όπου υcm η ταχύτητα του άξονα της σφαίρας, ω η γωνιακή της ταχύτητα και υ1 η ταχύτητα της σανίδας.
iii) Ας πάρουμε ένα νοητό σταθερό οριζόντιο άξονα z, ο οποίος ταυτίζεται με την αρχική θέση του άξονα περιστροφής της σφαίρας. Να κάνετε τη γραφική παράσταση της στροφορμής του συστήματος σφαίρα-σανίδα, ως προς τον άξονα z, σε συνάρτηση με το χρόνο.
iv)Να υπολογιστεί η μηχανική ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμική εξαιτίας της τριβής που αναπτύχθηκε μεταξύ σφαίρας και σανίδας.

Δεν υπάρχουν σχόλια: