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

Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα 3.4.β. ΘΕΜΑ Β. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα 3.4.β. ΘΕΜΑ Β. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Παρασκευή 26 Μαΐου 2023

Ισορροπία ορθής γωνίας σε κύλινδρο


Μια ομοιόμορφη μεταλλική πλάκα έχει μήκος 4R. Η πλάκα κάμπτεται στη μέση σε ορθή γωνία και τοποθετείται σε οριζόντιο κύλινδρο ακτίνας R όπως φαίνεται στο σχήμα. Το πάνω μισό της πλάκας είναι οριζόντιο. Ο κύλινδρος είναι σταθερός.

Ποιος είναι ο ελάχιστος συντελεστής στατικής τριβής μs μεταξύ της πλάκας και του κυλίνδρου που επιτρέπει στην πλάκα να παραμείνει σε ηρεμία;  

Θεωρείστε ότι: 2 1,4.


Η άσκηση σε pdf, με τη λύση της, εδώ

Ολίσθηση λυγισμένης ράβδου

 Μια ευθεία ομογενής και ισοπαχής μεταλλική ράβδος μήκους 3κάμπτεται σε ορθή γωνία με πλευρές 2και , όπως φαίνεται στο σχήμα. Η λυγισμένη ράβδος τοποθετείται σε ένα τραχύ οριζόντιο τραπέζι. Ένα ελαφρύ νήμα είναι προσαρτημένο στην κορυφή Α της ορθής γωνίας. Στη συνέχεια, τραβάμε οριζόντια την ελεύθερη άκρη του νήματος, έτσι ώστε η ράβδος να αρχίσει να γλιστράει πάνω στο τραπέζι. Αν δίνεται ότι η λυγισμένη ράβδος εκτελεί μόνο μεταφορική κίνηση, η τιμή της εφαπτομένης της γωνίας α, (εφα), ανάμεσα στο νήμα και στην πλευρά 2 είναι:

α. 0,25,      β. -0,25,      γ. -0,5

Να επιλέξετε και να αιτιολογήσετε τη σωστή τιμή της εφα.

Η άσκηση με τη λύση της εδώ

Τρίτη 28 Απριλίου 2020

Ισορροπία και θεώρημα Torricelli


    
Μια ομογενής σφαίρα ακτίνας R περιέχει νερό μέχρις ύψους R/2 πάνω από την οριζόντια διάμετρό της, σε μια θέση της οποίας υπάρχει ένα κλειστό βρυσάκι. Η συνολική μάζα σφαίρας – νερού είναι Μ = 10 kg. Η σφαίρα υποστηρίζεται από δύο αμελητέου βάρους κατακορύφους ράβδους μήκους L = 4R που στερεώνονται στο δάπεδο με αρθρώσεις, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Οι δύο ράβδοι βρίσκονται σε απόσταση d = R3 και συνδέονται με σχοινί σε ύψος h = d. Δεν υπάρχει τριβή μεταξύ της σφαίρας και των ράβδων και το σύστημα ισορροπεί.
α. Σχεδιάστε τις δυνάμεις που ενεργούν πάνω στη σφαίρα και βρείτε το μέγεθος της δύναμης που κάθε ράβδος ασκεί στη σφαίρα.
β. Σχεδιάστε τις δυνάμεις που ενεργούν στη μια από τις δύο ράβδους και υπολογίστε την τάση Τ του σχοινιού.
γ. Να βρείτε την οριζόντια και την κατακόρυφη δύναμη που δέχεται κάθε ράβδος από την άρθρωσή της στη βάση.
 δ. Αφαιρούμε το κάλυμμα από το πάνω μέρος της σφαίρας και ανοίγουμε το βρυσάκι, οπότε το νερό εκτινάσσεται με μορφή πίδακος. Σε απόσταση s = 1,5R πάνω στο έδαφος υπάρχει ένα μικρό δοχείο. Κάποια στιγμή το νερό του πίδακα αρχίζει να εισχωρεί μέσα στο δοχείο. Να βρείτε τότε το ύψος της στάθμης του νερού μέσα στη σφαίρα.
Δίνεται : g = 10 m/s2, συν30ο = 0,87 

Απάντηση σε pdf: 
Απάντηση σε word


Σάββατο 18 Απριλίου 2020

Ισορροπία συστήματος σωμάτων σε μαγνητικό πεδίο

Σε ένα μη αγώγιμο ομογενή δακτύλιο, ακτίνας r, στερεώνεται κατά μήκος μιας διαμέτρου του μια αβαρής αγώγιμη ομογενής ράβδος ΑΒ μήκους 2r και αντίστασης 2R. Το σύστημα των δύο σωμάτων μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές γύρω από σταθερό οριζόντιο άξονα κάθετο στο κέντρο του Ο. Στα άκρα ενός αβαρούς, μη εκτατού, νήματος  που είναι τυλιγμένο στην περιφέρεια του δακτυλίου αναρτώνται δύο σώματα με μάζες m και 2m, αντίστοιχα.. Το σύστημα τοποθετείται σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο Β κυκλικής διατομής ακτίνας r/2, κάθετο στο επίπεδο του δακτυλίου, όπως φαίνεται στο σχήμα. Δημιουργούμε ένα κύκλωμα με τρία καλώδια που τα συνδέουμε στα άκρα Α και Β και στο κέντρο Ο της ράβδου. Στο κεντρικό καλώδιο παρεμβάλουμε ηλεκτρική πηγή αμελητέας αντίστασης και αφήνουμε το σύστημα δακτυλίου - ράβδου - σωμάτων ελεύθερο να κινηθεί. Παρατηρούμε ότι το σύστημα παραμένει ακίνητο (τα καλώδια σύνδεσης της ράβδου με την πηγή είναι λεπτά και χαλαρά και δεν ασκούν δυνάμεις στο σύστημα). Η τάση V στους πόλους  της πηγής είναι: 
α. 3mgR
  Br
β. mgR
2Br
γ. 4mgR
 Br

Επιλέξτε το σωστό και αιτιολογείστε την επιλογή σας. 
Απάντηση σε pdf:  
Απάντηση σε word:

Κυριακή 15 Μαρτίου 2020

Η προφανής και η «αφανής» στατική τριβή στη μη ολίσθηση


Στο σχήμα φαίνεται η εγκάρσια κατακόρυφη τομή ενός οριζόντιου ομογενούς κυλίνδρου, που το κέντρο της ταυτίζεται με το κέντρο μάζας του κυλίνδρου. Ένα μικρό σώμα μάζας m κρατιέται σε ισορροπία δεμένο στην άκρη Α ενός σχοινιού αμελητέας μάζας, του οποίου ένα τμήμα εφάπτεται στον κύλινδρο, όπως φαίνεται στο σχήμα. Η άλλη άκρη B του σχοινιού τραβιέται από μια οριζόντια δύναμη F. Αν το σχοινί δεν ολισθαίνει στην επιφάνεια του κυλίνδρου και ο κύλινδρος ηρεμεί στην οριζόντια επιφάνεια, το μέτρο της F είναι ίσο με:
                                       α)  mg/2            β) mg,             γ)  3mg/2

Σύντομη απάντηση: 
Αναλυτική απάντηση σε pdf: 
Αναλυτική απάντηση σε word:


Δευτέρα 4 Ιουνίου 2018

2.  Ανοιχτήρι για μπύρες
Μια βιοτεχνία ζυθοποιίας δωρίζει το ανοιχτήρι του σχήματος. Πρόκειται για ένα λείο κομμάτι  ξύλινης, ελαφριάς πρισματικής ράβδου, με ενσωματωμένη μια βίδα με επίπεδο κεφάλι, σε απόσταση d = OB (ίση με τη διάμετρο του καπακιού) από το ένα της άκρο O.
Δύο φίλοι χρησιμοποιούν το ανοιχτήρι αυτό με διαφορετικό τρόπο.

Σάββατο 17 Μαρτίου 2012

ΙΣΟΡΡΟΠΙΕΣ ΚΑΙ … ΑΝΙΣΟΡΡΟΠΙΕΣ


1. Η ελάχιστη δύναμη
Μια μεταλλική ράβδος κόβεται σε τρία κομμάτια ΑΒ, ΒΓ και ΓΔ, τα οποία συγκολλούνται έτσι ώστε να φτιάχνουν το ένα με το άλλο ορθή γωνία και να βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο, όπως στο σχήμα. Μεταξύ των μηκών των τριών κομματιών ισχύει η σχέση:
2ΑΒ = ΒΓ = 2ΓΔ = 2L
Με αυτό το σχήμα η ράβδος μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές γύρω από κατακόρυφο άξονα που διέρχεται από το μέσο Ο της ΒΓ. Μια οριζόντια δύναμη FA = 10 2  Ν εφαρμόζεται στο άκρο Α κάθετα στο ΑΒ όπως φαίνεται στο σχήμα.
Να βρείτε την ελάχιστη δύναμη που πρέπει να ασκήσουμε στο άλλο άκρο Δ ώστε η ράβδος να ισορροπεί. Αγνοείστε το βάρος.  


Δείτε:


2.  Μια σκάλα που δεν ισορροπεί

Προσπαθούμε να στηρίξουμε μια σκάλα, της οποίας το κέντρο μάζας ταυτίζεται με το μέσον της, πάνω σε ένα απολύτως λείο οριζόντιο δάπεδο και σε ένα λείο κατακόρυφο τοίχο με τη βοήθεια ενός σχοινιού που το δένουμε ακριβώς στη μέση της και στην κορυφή της γωνίας Α μεταξύ δαπέδου και τοίχου. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή και γιατί;
α)  Η σκάλα είναι δυνατό να ισορροπήσει με μια κατάλληλη τιμή της τάσης του σχοινιού που εξαρτάται από τη γωνία σκάλας - δαπέδου.
β)  Η σκάλα είναι αδύνατο να ισορροπήσει για οποιαδήποτε τιμή της τάσης του σχοινιού (δηλαδή όσο τεντωμένο κι αν είναι το σχοινί) και για οποιαδήποτε γωνία με το δάπεδο. 


Δείτε:



3. Ένα κρεβάτι σπρώχνεται με μια οριζόντια δύναμη


Ένα κρεβάτι σπρώχνεται με μια οριζόντια δύναμη F = 200 Ν, που εφαρμόζεται στο σημείο Β όπως φαίνεται στο σχήμα. Το κρεβάτι μπορεί να περιστρέφεται γύρω από κατακόρυφο άξονα που διέρχεται από την κορυφή Α. Ποια είναι η ροπή της F ως προς τον άξονα;

ΟΔΗΓΙΑ

Αναλύστε την F σε δύο διευθύνσεις από τις οποίες η μια να είναι κάθετη στη διαγώνιο ΑΒ, ή προσδιορίστε την απόσταση του Α από το φορέα της F.

Δείτε:


4. Ισορροπία μεταλλικού τόξου

Το στερεό Σ του σχήματος είναι μια καμπυλωμένη πρισματική ράβδος η οποία μπορεί να περιστρέφεται γύρω από ακλόνητα στερεωμένο οριζόντιο άξονα που διέρχεται από το άκρο της Α.
Το στερεό συγκρατείται στη θέση που φαίνεται στο σχήμα με τη βοήθεια οριζόντιας δύναμης F= 20 Ν που ενεργεί στο άλλο άκρο του Β. Η δύναμη που ασκεί ο άξονας στο άκρο Α του στερεού σχηματίζει γωνία 30ο με τον κατακόρυφο τοίχο.
α) Να υπολογίσετε τη μάζα του στερεού.
β) Αν το κέντρο μάζας του στερεού βρίσκεται πάνω στην οριζόντια ευθεία (ε) του σχήματος και η διαφορά ύψους  των άκρων του είναι h = 2 m, να προσδιορίσετε τη θέση του πάνω στην ευθεία αυτή.
Δίνονται: g = 10 m/s2 και ημ30ο = 0,5.


Δείτε:



Πέμπτη 24 Μαρτίου 2011

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ - ΘΕΜΑ Β (2ο μέρος) 5η ερώτηση

5. Ράβδος συγκρατεί στερεό με τριβή
 Άκαμπτη ομογενής ράβδος ΑΓ, με μήκος ℓ και μάζα Μ = 3kg , έχει το άκρο της Α αρθρωμένο και ισορροπεί οριζόντια. Στο άλλο άκρο Γ ασκείται σταθερή κατακόρυφη δύναμη F μέτρου 9Ν, με φορά προς τα κάτω.
Η ράβδος ΑΓ εφάπτεται στο σημείο Β με στερεό που αποτελείται από δύο ομοαξονικούς κυλίνδρους με ακτίνες R = 0,2m και r = 0,1m, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Η απόσταση του σημείου επαφής Β από το άκρο Γ της ράβδου είναι ℓ/4.

Ολόκληρο το θέμα σε pdf εδώ και μια αναλυτική απάντηση εδώ.

Τετάρτη 23 Μαρτίου 2011

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ -ΘΕΜΑ Β (2ο μέρος) 4η ερώτηση

4.  Κουβάς σε ισορροπία ...  Ούτε μια σταγόνα παραπάνω
Ο  τροχός του σχήματος βρίσκεται σε επαφή με λείο τοίχο κάθετο στο  πλάγιο επίπεδο. Έχει μάζα Μ = 6 kgr  και φέρει  τυλιγμένο στην περιφέρειά του ένα αβαρές σχοινί. Το σχοινί, εκτεινόμενο παράλληλα προς το πλάγιο επίπεδο, διέρχεται από το αυλάκι μιας τροχαλίας και στο  ελεύθερο άκρο του είναι δεμένος ένας άδειος κουβάς. Η γωνία κλίσης του πλάγιου επιπέδου είναι 30ο.
Ρίχνουμε σιγά – σιγά νερό στον κουβά.
Ολόκληρο το θέμα εδώ και η αναλυτική απάντηση εδώ.

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ-ΘΕΜΑ Β (2ο μέρος) 3η ερώτηση

3. Tα τουβλάκια
Η δοκός του σχήματος είναι ομογενής, έχει μήκος ℓ και βάρος W = 10 Ν. Σε α­πόσταση x = ℓ/4 από το άκρο Α της δο­κού έχουμε τοποθετήσει έναν αριθμό από τουβλάκια βάρους wτ  = 2 Ν το καθένα. Η δο­κός ισορροπεί σε οριζόντια θέση με τη βοήθεια ενός κατακόρυφου ελατηρίου που είναι στερεωμένο στο μέσο της Μ και ενός κατακόρυφου σχοινιού που είναι δεμένο στο άκρο της Β. Η σταθερά του ελατηρίου είναι  k = 1000 N/m.

Δείτε ολη την ερώτηση εδώ και μια λεπτομερή απάντηση εδώ.

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ-ΘΕΜΑ Β (2ο μέρος) 2η ερώτηση

                    2. Από την ισορροπία στο ... ημίτονο.
Ο τροχός του σχήματος μάζας Μ = 3 kgr αποτελείται από δύο ομόκεντρους δίσκους με ακτίνες R = 6 cm και r = 5 cm, που είναι κολλημένοι μεταξύ τους.
Ο μικρός δίσκος φέρει στην περιφέρειά του ένα αυλάκι μέσα στο οποίο είναι τυλιγμένο αβαρές μη εκτατό νήμα. Στο ελεύθερο άκρο του νήματος είναι δεμένο ένα σώμα μάζας m = 4,5 kgr.
Το σύστημα είναι σε ισορροπία.  Το ημίτονο της γωνίας φ είναι:
α)  3/2,    β) 0,6,    γ) 0,5
Αιτιολογείστε την απάντησή σας.

Κατεβάστε από εδώ την ερώτηση σε pdf και από εδώ μια λεπτομερή απάντηση.

Τρίτη 22 Μαρτίου 2011

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ-ΘΕΜΑ Β (2ο μέρος) 1η ερώτηση

1.  Πώς να ζυγίσετε μια ... γωνία.
Δύο λεπτές, ισοπαχείς και ομογενείς ρά­βδοι ΟΑ και ΟΒ από το ίδιο υλικό, συγκολλούνται στο ένα άκρο τους Ο, ώ­στε να σχηματίζουν ορθή γωνία. Η ρά­βδος ΟΑ έχει μήκος ℓ = 0,2 m, ενώ η ράβδος ΟΒ έχει διπλάσιο μήκος 2ℓ. Το άκρο Α της ΟΑ συμπίπτει με το κέντρο ενός σφαιριδίου μάζας m = 1 kgr, που είναι κολλημένο στη ράβδο. Το σύστημα των δύο ράβδων, μπορεί να περιστρέφε­ται χωρίς τριβές, γύρω από οριζόντιο άξονα, κάθετο στο επίπεδο τους που διέρχεται από την κορυφή Ο της ορθής γωνίας.
Αβαρές οριζόντιο νήμα συνδέει το άκρο Β της ράβδου ΟΒ με το σώμα Σ, το οποίο μπορεί να ολισθαίνει πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο και είναι δεμένο στο άκρο οριζόντιου ελατηρίου σταθεράς  k = 150 Ν/m.Το άλλο άκρο του ελατηρίου εί­ναι ακλόνητα συνδεμένο με κατακόρυφο τοίχο.
Αρχικά το σύστημα ισορροπεί έτσι ώστε με κατάλληλη επιμήκυνση του ελατηρίου η ράβδος ΟΒ να συγκρατείται κα­τακόρυφη όπως στο σχήμα.

Δείτε εδώ ολόκληρο το θέμα και εδώ την αναλυτική απάντηση.

Παρασκευή 18 Μαρτίου 2011

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ- ΘΕΜΑ Β (1ο μέρος) Απαντήσεις


Δείτε εδώ τις αναλυτικές απαντήσεις στο ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ- ΘΕΜΑ Β (1ο μέρος)

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ- ΘΕΜΑ Β (1ο μέρος)

Τοποθετούμε ένα σώμα στo δεξιό δίσκο ενός ζυγού και τον ισορροπούμε, με τους βραχίονές του σε οριζόντια θέση, με σταθμά βάρους w1. Λόγω κατασκευαστικού σφάλματος τα μήκη 1 και 2  των δύο βραχιόνων του ζυγού είναι  ελαφρώς διαφορετικά.  Γι’ αυτό αν τοποθετήσουμε το ίδιο σώμα στον αριστερό δίσκο του ίδιου ζυγού, εξισορροπείται με σταθμά διαφορετικού βάρους w2.
To πραγματικό βάρος w του σώματος είναι:

Η συνέχεια εδώ ...

Τρίτη 15 Μαρτίου 2011

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ - ΘΕΜΑ  Α

Η σανίδα του σχήματος είναι ομογενής, έχει μήκος ℓ και βάρος w και ισορροπεί σε ορι­ζόντια θέση με τη βοήθεια δύο υποστηριγ­μάτων, τα οποία απέχουν από κάθε άκρο της ℓ/4. Ένας άνθρωπος με βάρος wA κινείται πάνω στη σανίδα από τη θέση του ενός υποστηρίγματος προς το πλησιέστερο άκρο της. Παρατηρούμε ότι η σανίδα αρχίζει να ανατρέπεται όταν ο άνθρωπος απέχει απόσταση x από το άκρο της. Ποια από τις παρακάτω σχέσεις ισχύει τη στιγμή ακριβώς της ανατροπής;
Δείτε εδώ όλες τις ερωτήσεις και εδώ τις αναλυτικές απαντήσεις.