SHSoft.gr - ΦΥΣΙΚΗ - ΔΥΝΑΜΕΙΣ & ΔΥΝΑΜΙΚΗ

 

Εισαγωγή στη δύναμη και τους τρεις θεμελιώδεις νόμους της Μηχανικής του Newton

 

1. Ελευθέρωση ενός σώματος από την κυκλική του κίνηση (Ο 1ος νόμος του Newton)

2. Μέτρηση της αδρανειακής μάζας ενός σώματος (Ο 2ος νόμος του Newton)

3. Σύγκριση αδρανειακών μαζών

4. Ανάλυση δύναμης σε κάθετες συνιστώσες

5. Συνισταμένη δύναμη δύο δυνάμεων

6. Εξισορρόπηση σταθερών δυνάμεων

 

7. Κρεμώντας ένα κάδρο

8. Ισορροπία σώματος με τρεις ομοεπίπεδες δυνάμεις

 

 

 

Παραδείγματα δυνάμεων στην καθημερινότητά μας

 

9. Ο νόμος του Hooke σε ιδανικά ελατήρια, σύγκριση ελατηρίων και το έργο της δύναμης ελατηρίου

10. Ολίσθηση πάνω σε οριζόντια ή κεκλιμένη επίπεδη επιφάνεια με ή χωρίς τριβές και με ή χωρίς εξωτερική δύναμη

11. Η τριβή ολίσθησης ως αιτία επιβραδυνόμενης κίνησης.

 

12. Φαινόμενο βάρος. Τί μετράει η ζυγαριά;

13. Κύλιση με και χωρίς ολίσθηση σε οριζόντιο επίπεδο.

Σε ένα βιβλίο μαθηματικών πέμπτης δημοτικού, μετά από μια σύντομη εισαγωγή στον κύκλο και τον τρόπο που υπολογίζουμε το μήκος της περιφέρειάς του, ζητήθηκε να λυθεί το παρακάτω πρόβλημα: Πόσο θα μετακινηθεί ένα ποδήλατο όταν οι τροχοί του, ακτίνας μισού μέτρου, περιστραφούν εκατό φορές; Φυσικά η απάντηση είναι 314 μέτρα, αλλά πώς πείθεις ένα δεκάχρονο ότι όταν ο τροχός περιστραφεί μία φορά, το ποδήλατο μετατοπίζεται μήκος ίσο με την περιφέρειά του τροχού;

Από την άλλη μεριά, όταν διδάσκεις την κύλιση σε μαθητές λυκείου, πόσο κατανοητή γίνεται η συνθήκη κύλισης χωρίς ολίσθηση; Ποια είναι η κατεύθυνση της τριβής ολίσθησης σε κατάσταση ολίσθησης; Υπάρχει περίπτωση η τριβή ολίσθησης να βοηθάει τη μεταφορική κίνηση;

Χρησιμοποιήστε την εφαρμογή αυτή για να συζητήσετε αυτά και άλλα σχετικά θέματα.

 

 

 

Παραδείγματα δυνάμεων μεταξύ των σωμάτων συστήματος

 

15. Άλογο με ένα σκοινί τραβάει δύο κούτες

Ένα σκοινί περνάει μέσα από ένα κρίκο στο πίσω μέρος του αλόγου. Το σκοινί μπορεί να γλιστράει χωρίς τριβές και το άλογο κινείται με σταθερή ταχύτητα. Με τον τρόπο αυτό τραβάει δύο ίδιες κούτες πάνω σε οριζόντια επιφάνεια με τριβές.

Το ζητούμενο είναι η απόσταση των δύο κουτιών. Προφανής λύση είναι οι δύο κούτες να κινούνται δίπλα-δίπλα. Όμως, υπάρχουν περιπτώσεις που η προφανής λύση δεν είναι ευσταθής. Στις περιπτώσεις αυτές οι δύο κούτες κινούνται σε σταθερή απόσταση μεταξύ τους.

14. Η μηχανή του Atwood

   

16. Μελέτη των θέσεων ισορροπίας ενός συστήματος δύο σφαιρών.

Οι δύο σφαίρες μπορούν να γλιστρούν χωρίς τριβές πάνω σε δύο κεκλιμένες επιφάνειες. Τα κέντρα των σφαιρών συνδέονται με αβαρή ράβδο, στης οποίας τα άκρα υπάρχουν αρθρώσεις χωρίς τριβές.

Το σύστημα εμφανίζει το πολύ μία θέση ασταθούς ισορροπίας.

Το λογισμικό και η μελέτη σκοπό έχουν να αναδείξουν τις δυσκολίες που δημιουργούν στη μελέτη ενός συστήματος οι περιοριστικοί σύνδεσμοι.

Δείτε τη μαθηματική ανάλυση σε PDF

17. Ελαστική κρούση σε μία διάσταση.

Δύο σώματα συγκρούονται ελαστικά. Για να αυξήσουμε τη χρονικά διάρκεια του φαινομένου της κρούσης προσθέτουμε ανάμεσά τους ένα αβαρές και ιδανικό ελατήριο.

Παράγουμε τις χρονικές εξαρτήσεις όλων των μεγεθών: θέσεων, ταχυτήτων, δυνάμεων, επιταχύνσεων, ενεργειών και ισχύων.

Δείτε τη μελέτη του φαινομένου σε PDF 

18. Κρούσεις δύο σωμάτων συνδεδεμένων με σκοινί

Δύο κυκλικοί δίσκοι κινούνται χωρίς τριβές επάνω σε οριζόντια επιφάνεια. Συνδέονται με αβαρές μη εκτατό νήμα.

Η ορμή και η κινητική ενέργεια του συστήματος διατηρείται είτε όταν τα δύο σώματα συγκρούονται ελαστικά είτε και όταν τεντώνεται το σκοινί.

Δείτε το ρόλο της της κεντρομόλου δύναμης σε μια ομαλή κυκλική κίνηση, παρακολουθώντας την παρουσίαση: Σχεδόν κυκλική κίνηση.

Δείτε μια εφαρμογή (στο σύστημα κέντρου μάζας) στην εργασία ενός μαθητή μου

 

(Τελευταία ενημέρωση 18 Απριλίου 2020)