Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 5ο.

5. Πηγές ηλεκτρικού ρεύματος και Φυσική.

Με το 5^ο και τελευταίο αυτό μέρος, ολοκληρώνεται  η εργασία «Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του».

Μπορείτε να το  διαβάσετε σε  pdf. 

Θέσεις-αντιθέσεις αλλά και …άρσεις!

Με αφορμή την πολύ ωραία ανάρτηση του Βασίλη Δουκατζή «ΕΝΑ ΔΕΥΤΕΡΟ ΘΕΜΑ ΣΤΑ ΕΛΑΤΗΡΙΑ», αλλά και μια συζήτηση που είχαμε προχθές σε μια παρέα φίλων, ας δούμε κάποιες αντιφάσεις που συναντάμε, όταν μελετάμε την ταλάντωση και την ενέργειά της.

Παράδειγμα 1^ο:

Στο παραπάνω σχήμα το σώμα ηρεμεί, ενώ για τις σταθερές των δύο ελατηρίων k₂=3k₁ και Δℓ₂=Α. Εκτρέπουμε το σώμα προς τα δεξιά μέχρι που το ελατήριο σταθεράς k₂, να αποκτήσει το φυσικό μήκος του (θέση Γ) και το αφήνουμε να ταλαντωθεί.

i) Να υπολογιστεί η ενέργεια που απαιτήθηκε για την εκτροπή του σώματος καθώς και η ενέργεια ταλάντωσης.

ii) Να βρεθεί η μηχανική ενέργεια του συστήματος τη στιγμή που αφήνεται να ταλαντωθεί.

iii) Κάποια στιγμή που το σώμα βρίσκεται στο δεξιό άκρο της ταλάντωσης, αφαιρούμε το ελατήριο σταθεράς k₂ χωρίς απώλεια ενέργειας και το σώμα ταλαντώνεται πλέον με πλάτος Α₁. Αφού βρεθεί το νέο πλάτος ταλάντωσης, να υπολογιστεί η ενέργεια ταλάντωσης και να συγκριθεί με την ενέργεια της πρώτης ταλάντωσης.

Απάντηση:

ή

Θέσεις-αντιθέσεις αλλά και …άρσεις!

Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 4ο.

4. Ηλεκτρικές πηγές και Χημεία.

Χρειαζόμαστε ένα είδος «πυκνωτή», που όμως το φορτίο του να μην «τελειώνει». Που να μπορεί να κρατά μια σταθερή διαφορά δυναμικού, μεταξύ δύο αγωγών που τους ονομάζουμε πόλους και, όπως υπάρχουν πηγές που αναβλύζουν νερό χωρίς διακοπή, να μπορούν να προκαλούν συνεχώς την διέλευση ρεύματος σε έναν αγωγό.

Δείτε τη συνέχεια με κλικ εδώ.

Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 3ο.

3. Το ηλεκτρικό ρεύμα.

Το 3^ο μέρος και η συνέχεια των προηγούμενων αναρτήσεων «Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του», με κλικ εδώ.

Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 2ο.

2. Δυναμικό και χωρητικότητα 

Η συνέχεια της εργασίας «Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του.» διαπραγματεύεται το δυναμικό και τη χωρητικότητα αγωγού αλλά και πυκνωτή, προσπαθώντας να απαντήσει γιατί χρειαζόμαστε πυκνωτές και με ποια λογική οδηγούμαστε σε τιμές δυναμικών στην περίπτωση κυκλωμάτων.

Η συνέχεια με κλικ εδώ.

Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 1ο.

Μια διαδρομή σε μονοπάτια Φυσικής και  Χημείας

1. Φορτισμένος  αγωγός.

Η εργασία αυτή αφιερώνεται στους νέους συναδέλφους Φυσικούς και Χημικούς, αφού περιλαμβάνει πράγματα που με είχαν απασχολήσει κατά περιόδους και για μεγάλα χρονικά διαστήματα στη διάρκεια της διδασκαλίας μου.

Πράγματα, που πάντα τα διδάσκαμε ασύνδετα και που θεωρώ ότι καλό είναι να τα έχουμε συνδέσει στο μυαλό μας, (άσχετα πόσα και ποια από αυτά θα χρειαστεί να διδάξουμε στους μαθητές μας…).

Ήταν κάτι που είχα πολλά χρόνια σκοπό να κάνω, αλλά που ποτέ δεν είχα το χρόνο…

Τώρα φαίνεται να τον βρήκα!

Η συνέχεια σε pdf το πρώτο μέρος, για φορτισμένους αγωγούς.

Πώς βρίσκουμε τη δύναμη;

Στο πάνω άκρο ενός κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου, σταθεράς k=400Ν/m, το κάτω άκρο του οποίου στηρίζεται στο έδαφος, ηρεμούν δύο σώματα Α και Β, με μάζες Μ=3kg και m=1kg αντίστοιχα, τα οποία είναι κολλημένα μεταξύ τους. Εκτρέπουμε το σύστημα των σωμάτων κατακόρυφα προς τα κάτω κατά d=0,2m και το αφήνουμε να ταλαντωθεί.

i) Να αποδείξτε ότι το σύστημα θα εκτελέσει ΑΑΤ, θεωρώντας θετική την φορά:

 α) προς τα κάτω.

 β)  προς τα πάνω.

ii) Να βρεθεί η δύναμη που ασκεί το σώμα Α  στο σώμα Β, σε συνάρτηση με την απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας και να γίνει η γραφική της παράστασης και με τις δύο παραπάνω υποθέσεις.

iii) Αν τα σώματα δεν είναι κολλημένα, απλά το σώμα Β στηρίζεται στο Α, να βρεθεί η θέση που τα σώματα αποχωρίζονται. Η απάντηση να δοθεί και με τις δύο παραπάνω υποθέσεις για την θετική φορά.

Απάντηση:

ή

Πώς βρίσκουμε τη δύναμη;

Μια κρούση στη διάρκεια της ταλάντωσης.

Το σώμα Σ μάζας Μ=3kg ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο, δεμένο στο άκρο ελατηρίου σταθεράς k=300Ν/m. Μετακινούμε το σώμα Σ προς τα αριστερά κατά 0,2m και σε μια στιγμή το αφήνουμε να ταλαντωθεί, ενώ ταυτόχρονα αφήνουμε από ορισμένο ύψος h μια μικρή σφαίρα, μάζας m=1kg, να πέσει. Τα σώματα συγκρούονται πλαστικά, αφού το Σ μετακινηθεί κατά s=0,3m. Τα σώματα θεωρούνται υλικά σημεία, αμελητέων  διαστάσεων, ενώ g=10m/s².

i) Να υπολογιστεί το ύψος h.

ii) Πόση είναι η απώλεια της μηχανικής ενέργειας κατά την κρούση;

iii) Να βρεθεί η μείωση της ενέργειας ταλάντωσης που οφείλεται στην κρούση.

iv) Επαναλαμβάνουμε το πείραμα, αλλά η σφαίρα αφήνεται από μεγαλύτερο ύψος. Πόση είναι η ελάχιστη απόσταση y, κατά την οποία πρέπει να ανυψώσουμε τη σφαίρα, σε σχέση με την αρχική της θέση, ώστε τα δυο σώματα να ξανασυγκρουσθούν στην ίδια θέση, με πριν;

v)  Για την παραπάνω περίπτωση να υπολογιστούν:

 α) Η απώλεια της μηχανικής ενέργειας και

 β) Η μείωση της ενέργειας ταλάντωσης.

Απάντηση:

ή

Μια κρούση στη διάρκεια της ταλάντωσης.