Κυριακή, 24 Νοεμβρίου 2013

Ενέργεια και ορμή σε ένα πείραμα με ελατήρια.


Σε οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί ένα αμαξίδιο μάζας Μ, πάνω στο οποίο έχουν προσδεθεί δύο ιδανικά ελατήρια με σταθερές k1=k και k2=4k. Με τη βοήθεια ενός σώματος Σ, μάζας m, όπου Μ=2m, συμπιέζουμε το αριστερό ελατήριο, ενώ συγκρατούμε το αμαξίδιο ακίνητο, κατά x1. Σε μια στιγμή αφήνουμε ελεύθερα το αμαξίδιο και το σώμα Σ.
i) Τι από τα παρακάτω θα συμβεί:
α) Το σώμα Σ θα κινηθεί προς τα δεξιά και το αμαξίδιο θα παραμείνει στη θέση του.
β) Το σώμα Σ θα κινηθεί προς τα δεξιά και το αμαξίδιο προς τα αριστερά.
γ) Και τα δυο σώματα θα κινηθούν προς τα δεξιά.
ii)  Το σώμα Σ, θα εγκαταλείψει το ελατήριο αποκτώντας κινητική ενέργεια:
α) ½ kx12,             β) 1/3 kx12,    γ) ¼  kx12.
iii) Μετά από λίγο το σώμα Σ φτάνει στο δεξιό ελατήριο, το οποίο αρχίζει να συμπιέζει, με αποτέλεσμα σε μια στιγμή να μειώνεται η ταχύτητά του με ρυθμό 1m/s2. Τη στιγμή αυτή το μέτρο της ταχύτητας του αμαξιδίου:
α) Αυξάνεται με ρυθμό 0,5m/s2.
β) Μειώνεται με ρυθμό 1m/s2.
γ) Μειώνεται με ρυθμό 0,5m/s2.
iv) Σε μια στιγμή η ταχύτητα του σώματος Σ μηδενίζεται. Τη στιγμή  αυτή, το αμαξίδιο έχει ταχύτητα:
α) προς τα δεξιά
β) προς τα αριστερά
γ) μηδενική.
v) Η μέγιστη συσπείρωση του ελατηρίου στα δεξιά θα είναι:
α) ¼  x1,              β) ½ x1,                 γ) 2x1.
Να δικαιολογήσετε αναλυτικά όλες τις απαντήσεις σας, θεωρώντας ότι δεν αναπτύσσονται δυνάμεις τριβής, ούτε μεταξύ εδάφους και αμαξιδίου, ούτε κατά την κίνηση του σώματος Σ.
ή

Δεν υπάρχουν σχόλια: