Η φύση αγαπά την αλήθεια, και η αλήθεια της φύσης διεκδικεί το δικαίωμα να εκτίθεται μόνο σε όσους την ποθούν.

Κυριακή, 24 Μαρτίου 2013

Επιδεικνύοντας ένα κλασσικό πείραμα



Μια πειραματική επίδειξη, που συχνά γίνεται στις αίθουσες διδασκαλίας, είναι αυτή ενός μαθητή που κρατά από τον άξονά της μια περιστρεφόμενη ρόδα ποδηλάτου ενώ πατά πάνω σε μια αρχικά ακίνητη πλατφόρμα που μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα. Ο άξονας περιστροφής του τροχού είναι αρχικά οριζόντιος (εικόνα a) και ο μαθητής προσπαθεί να αλλάξει τον προσανατολισμό του έτσι ώστε να γίνει κατακόρυφος (εικόνα b). Καθώς αλλάζει τον προσανατολισμό του τροχού, η πλατφόρμα αρχίζει να περιστρέφεται αντίθετα από  τη φορά περιστροφής του τροχού. Αν θεωρήσουμε τις τριβές που αντιτίθενται στην περιστροφή της πλατφόρμας αμελητέες, τότε αυτή μαζί με το μαθητή θα περιστρέφονται σ’ όλη τη διάρκεια που η ρόδα συγκρατείται με τον άξονά της κατακόρυφο. Αν ο μαθητής επαναφέρει τον τροχό στον αρχικό του προσανατολισμό, η περιστροφή της πλατφόρμας σταματά.
Η πλατφόρμα μπορεί να …

Δείτε 

  • Όλο το θεωρητικό σημείωμα εδώ.
  • Ένα σχετικό βίντεο εδώ.

ΕΠΙΤΑΧΥΝΟΜΕΝΗ ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ ΜΕ ΣΠΙΝΑΡΙΣΜΑ


Έχετε δει πως ξεκινούν ορισμένοι οδηγοί, που τους περισσεύουν χρήματα για βενζίνη κι ελαστικά; Πατάνε τέρμα το γκάζι και οι τροχοί κίνησης γυρίζουν σχεδόν επιτόπου (σπινάρισμα) στριγγλίζοντας. Νομίζουν ότι έτσι κάνουν πιο γρήγορο ξεκίνημα.  Μεγάλο λάθος, οι οδηγοί F1 το γνωρίζουν πολύ καλά. Γνωρίζουν ότι ένα καλό ξεκίνημα το πετυχαίνεις  όταν ξεκινάς στο όριο ανάμεσα στο σπινάρισμα και στην πρόσφυση. Το παραμικρό λάθος, λίγες παραπάνω στροφές, μπορούν να κάνουν τους τροχούς να σπινάρουν, οπότε το αυτοκίνητο δεν κινείται πλέον με τη ροπή του κινητήρα αλλά … της τριβής ολίσθησης!  Αποτέλεσμα, μια αρχική επιτάχυνση 2 – 3 φορές μικρότερη απ’ αυτήν ενός σπρίντερ. Για την καλύτερη κατανόηση προτείνεται η παρακάτω άσκηση: 

Το αυτοκίνητο που φαίνεται στην εικόνα έχει μάζα 1540 kgr, με κέντρο μάζας το G. Υπολογίστε το μέτρο της επιτάχυνσης  αG του κέντρου μάζας του αυτοκινήτου, αν οι πίσω τροχοί του, οι οποίοι κινούν το αυτοκίνητο, σπινάρουν, δηλαδή ολισθαίνουν πάνω στο οδόστρωμα, ενώ οι μπροστινοί τροχοί του είναι ελεύθεροι να περιστρέφονται. Αγνοείστε τη μάζα των τροχών. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ των τροχών και του οδοστρώματος είναι μ = 0,25.  Θεωρείστε:  g = 10 m/s2.

Δείτε: