ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ – ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟΙ – ΑΣΚΗΣΕΙΣ

6.1. Επεξεργαστείτε τα ερωτήματα και τους προβληματισμούς που είναι διάσπαρτα στο κείμενο του κεφαλαίου.

6.2. Συμπληρώστε τις λέξεις που λείπουν στις παρακάτω φράσεις: α: Στην ομαλή κυκλική κίνηση η…………επιτάχυνση είναι………… στη γραμμική ταχύτητα. β: Στα ομοαξονικά συστήματα έχουμε σταθερή…………ταχύτητα και η…………ταχύτητα αυξάνεται όσο…………η απόσταση από τον άξονα περιστροφής.. γ: Η κλίση του δρόμου στις στροφές καθορίζει το όριο…………των οχημάτων για δεδομένη…………καμπυλότητας.

6.3. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και γιατί; α: Σε κάθε ομαλή κίνηση η επιτάχυνση είναι μηδέν. β: Η κεντρομόλος επιτάχυνση περιστρεφόμενου τροχού στα περιφερειακά σημεία είναι μεγαλύτερη απ' ότι στα άλλα. γ: Στα συστήματα περιφερειακής μετάδοσης περιστροφής η κίνηση δίνεται στον τροχό με μεγάλη ακτίνα. δ: Τα ποδηλατοδρόμια έχουν στίβο με κλίση, για να διευκολύνεται η κυκλική κίνηση.

6.4. Σε ποδήλατο οι ακτίνες των δυο δίσκων είναι r και 3r, ενώ ο οπίσθιος τροχός έχει ακτίνα 10r. Να συγκριθούν οι γωνιακές και οι γραμμικές ταχύτητές τους.

6.5. Ο δίσκος του συμπλέκτη (ο οποίος συνήθως αναφέρεται με τους γαλλικούς όρους αμπραγιάζ η ντεμπραγιάζ) επικοινωνεί με τους αντίστοιχους των ταχυτήτων εφαπτομενικά. Το "ανέβασμα" της ταχύτητας από την 1η προς την 5η επιτρέπει μεγαλύτερες επιδόσεις; Σε τι πιστεύετε ότι οφείλεται αυτό; Ρωτήστε τι σημαίνει η πληροφορία: "η 1η ταχύτητα και η όπισθεν έχουν σχέση 3,909, ενώ η 5η 0,967";

6.6. Θεωρείτε σωστές και πλήρεις τις παρακάτω προτάσεις; Αν όχι, διορθώστε τες η συμπληρώστε τες. α: Η ροπή αδράνειας σώματος είναι 50kgm2. β: Ο στιγμιαίος άξονας περιστροφής τροχού βοηθά την κύλιση να "φαίνεται" σαν περιστροφή. γ: Η τριβή μετατρέπει έργο σε θερμότητα. δ: Σε μονωμένο σύστημα η στροφορμή διατηρείται σταθερή.

6.7. Σημειώστε τις αντιστοιχίες μεγεθών μεταφορικής και περιστροφικής κίνησης με τις αναφερόμενες μονάδες S.I.

Μονάδες S.I. – Μεταφορική κίνηση - Περιστροφική κίνηση kgm2 - Μάζα – m – Ροπή - Μ Nm – Μετατόπιση – s – Στροφορμή - L rad/s - Ταχύτητα – υ – Γωνία - θ kg m/s – Επιτάχυνση – α - Γωνιακή ταχύτητα - ω m/s2 - Ορμή Ρ - Ροπή αδράνειας - Ι kgm2/s – Δύναμη – F - Κεντρομόλος επιτάχυνση - ακ

6.8. Συμπληρώστε τις λέξεις που λείπουν στο παρακάτω κείμενο: Το αίτιο κάθε περιστροφής στερεού είναι η…………. Όταν το σώμα έχει ………… ροπή αδράνειας περιστρέφεται δύσκολα. Η ροπή αδράνειας στερεού εξαρτάται από τον …………, γύρω από τον οποίο …………. Ο άξονας που αντιστοιχεί στη ………… ροπή αδράνειας είναι αυτός που περνά από το ………… βάρους του στερεού.

6.9. Εξηγήστε γιατί, μετά τις χορευτικές φιγούρες περιστροφής στο καλλιτεχνικό πατινάζ, οι χορευτές ανοίγουν οριζόντια τα χέρια τους, ώστε να σταματήσουν τελικά;

6.10. Εξηγήστε πότε η μελέτη ενός φαινομένου βασίζεται στη διατήρηση της ορμής και πότε στην αντίστοιχη της στροφορμής.

6.11. Όταν το ρολόι δείχνει 12h 0 min 0sec, οι 3 δείκτες συμπίπτουν. Ποια ώρα μετά τις 12 ο ωροδείκτης και ο λεπτοδείκτης θα γίνουν κάθετοι για πρώτη φορά;

6.12. Δυο αθλητές των 400m έχουν επιδόσεις 48,2 s και 48,8s αντίστοιχα α) Ποια μέση ταχύτητα αναπτύσσει καθένας; β) Πόσο θα απέχουν, όταν τερματίσει ο πιο γρήγορος; γ) Αν θεωρήσουμε ότι το στάδιο έχει μέγεθος και σχήμα τέτοιο, ώστε τα 400m να αντιστοιχούν σε μια περιφέρεια, να βρείτε τις γωνιακές ταχύτητές τους. Αλήθεια, γιατί οι αθλητές στίβου παραπονιούνται συχνά: "Με έβαλαν να τρέξω σε δύσκολο διάδρομο (κουλουάρ )…"; Τι εννοούν και πώς εξηγείτε το παράπονό τους;

6.13. Στους αγώνες στίβου "Βενιζέλεια" η καλύτερη Ελληνική επίδοση στο δρόμο 800m γυναικών γράφτηκε στο φωτεινό πίνακα έτσι: 2:10:54. Γράψτε σε μονάδες της Φυσικής την επίδοση αυτή. Αν δεχτούμε πως η περιφέρεια του στίβου αντιστοιχεί σε 400m, να βρεθούν για την αθλήτρια οι μέσες τιμές για τα παρακάτω μεγέθη: περίοδος περιφοράς, συχνότητα, γωνιακή και γραμμική ταχύτητα, κεντρομόλος επιτάχυνση και κεντρομόλος δύναμη (στην τελευταία ζύγιση η αθλήτρια βρέθηκε με βάρος 50kp).

6.14. Να υπολογίσετε όλα τα μεγέθη για τη συμμετοχή σας στην περιφορά της Γης γύρω από τον άξονα της (συχνότητα, ταχύτητες, επιτάχυνση και κεντρομόλο δύναμη. Τη μάζα σας την ξέρετε καλύτερα από τον καθένα…). Να συγκρίνετε, υστέρα, την κεντρομόλο δύναμη με το βάρος σας. (Rr = 6400km, γεωγραφικό πλάτος 37° βόρειο).

6.15. Υποθέτουμε ότι η Γη περιφέρεται σε κυκλική τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Η μέση ακτίνα της τροχιάς υπολογίστηκε l,49.1011m και η τροχιά (όπως ξέρουμε) διανύεται σε 365 μέρες. Να βρεθούν τα μεγέθη της ομαλής κυκλικής κίνησης και να συγκριθούν με τα αντίστοιχα της προηγούμενης άσκησης.

6.16. Ο μεγάλος κατακόρυφος τροχός του λούνα-παρκ ακτίνας 14m περιφέρεται γύρω από οριζόντιο άξονα που περνά από το κέντρο του. Η γραμμική ταχύτητα παιδιού με μάζα 40kg είναι 8m/s. Να βρεθούν τα μεγέθη της ομαλής κυκλικής κίνησης (έχουν αναφερθεί στις προηγούμενες ασκήσεις).

6.17. Η σφαίρα της εικόνας 6.2 (β), με μάζα 1 kg, περιφέρεται σε οριζόντιο κύκλο με τη βοήθεια του νήματος μήκους l =20cm, που σχηματίζει 60° με την κατακόρυφο. Να βρεθούν: η γωνιακή ταχύτητα, η περίοδος, η συχνότητα, η κεντρομόλος επιτάχυνση και δύναμη. Επιλέξτε κάποια από τις σχέσεις, που χρησιμοποιήσατε, για να δείξετε ότι: "όσο πιο γρήγορα περιφέρεται η σφαίρα, τόσο πιο ψηλά ανεβαίνει ο κύκλος περιφοράς" (Θυμηθείτε από την Τριγωνομετρία: όσο μεγαλώνει η γωνία, μικραίνει το συνημίτονό της).

6.18. Από την κορυφή κεκλιμένου επιπέδου αφήνεται μια σφαίρα [pic] και ένας τροχός [pic]. Να συγκριθούν οι ταχύτητές τους, όταν φτάνουν στη βάση της κατηφόρας, αν το επίπεδο: α) είναι λείο, β) παρουσιάζει τριβή.

6.19. Ο τροχός της προηγουμένης άσκησης έχει μάζα 35kg και ακτίνα 60cm και το ύψος, από το οποίο αφήνεται, είναι 15m. Να βρεθούν: α) η ταχύτητα με την οποία φθάνει στη βάση, β) η κινητική ενέργειά του, γ) η τελική συχνότητα περιστροφής. (g=10m/s2).

6.20. Ράβδος περιστρέφεται γύρω από άξονα που περνά από το κέντρο βάρους της [pic]. Χωρίς εξωτερική επέμβαση η ράβδος κάποια στιγμή αλλάζει άξονα περιστροφής και περιστρέφεται γύρω από το ένα άκρο της [pic]. Να συγκριθούν α) οι γωνιακές ταχύτητες, β) οι κινητικές ενέργειες για τις δυο περιπτώσεις.