Εργασία στην Κινηματική-Ευθύγραμμη Ομαλή Κίνηση


Τα διαγράμματα θέσης-χρόνου δείχνουν δύο τρόπους με τους οποίους ένα κινητό διανύει 120m σε 20s. Μελέτησε τα διαγράμματα και απάντησε στις παρακάτω ερωτήσεις. Όταν ολοκληρώσεις τις απαντήσεις σου πάτα “Αποτελέσματα” για να δεις την επίδοσή σου και τις σωστές απαντήσεις.

1. Η μέση ταχύτητα του κινητού είναι:

  • Στο 1ο διάγραμμα: m/s
  • Στο 2ο διάγραμμα: m/s

2. Στο πρώτο διάγραμμα, πόσο διάστημα διανύει το κινητό στα πρώτα 10s και στα επόμενα 10s;

  • Πρώτα 10s:     m
  • Επόμενα 10s: m

3. Στο δεύτερο διάγραμμα, πόσο διάστημα διανύει το κινητό στα πρώτα 10s και στα επόμενα 10s;

  • Πρώτα 10s:     m
  • Επόμενα 10s: m

4. Στο πρώτο διάγραμμα. τις χρονικές στιγμές 5s και 15s, η ταχύτητα είναι:

  • 5s:   m/s
  • 15s: m/s

5. Στο δεύτερο διάγραμμα, τις χρονικές στιγμές 5s και 15s, η ταχύτητα είναι:

  • 5s:   m/s
  • 15s: m/s

6. Ποια είναι η θέση του κινητού τη στιγμή 5s στις δύο περιπτώσεις;

  • 1ο διάγραμμα:  m
  • 2ο διάγραμμα: m

7. Ποια είναι η θέση του κινητού τη στιγμή 15s στις δύο περιπτώσεις;

  • 1ο διάγραμμα:  m
  • 2ο διάγραμμα: m

8. Τι συμβαίνει με την κλίση της ευθείας του διαγράμματος θέσης - χρόνου, όταν η ταχύτητα αυξάνεται ή μειώνεται; (συμπληρώστε με τις λέξεις αυξάνεται, μειώνεται, μένει ίδια)

  • Αν η ταχύτητα αυξάνεται, η κλίση
  • Αν η ταχύτητα μειώνεται η κλίση

9. Αν το κινητό σταματήσει να κινείται, τότε η κλίση της ευθείας του διαγράμματος θέσης-χρόνου είναι ίση με μηδέν.

10. Η μετατόπιση του κινητού στο χρονικό διάστημα από 5s μέχρι 15s είναι διαφορετική στις δύο περιπτώσεις.


 

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

(358 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

Εργαστήριο Δυνάμεων και Κίνησης

Κεκλιμμένο επίπεδο: Δυνάμεις και Κίνηση

Κάνε κλικ στην εικόνα για να εκτελεστεί η εφαρμογή. (Η εφαρμογή εκτελείται με Java. Αν ζητηθεί η εγκατάστασή του, προχώρα σ’ αυτή)

Αρχικές συνθήκες

F ανθρώπου:

Μάζα κιβωτίου: 100kg

Συντελεστής τριβής ολίσθησης: μολ=0,3

Συντελεστής οριακής τριβής: μορ=0,5 (στην εφαρμογή αναγράφεται ως μστ=0,3)

Διάγραμμα Δυνάμεων: “Απόκρυψη”

Τριβή:  “Ξύλο”

Διανύσματα: “Δυνάμεις”

Τοίχοι: “Με τούβλο”

Θέση αντικειμένου: -6m

Γωνία κεκλιμένου επιπέδου: 300

Φύλλο Εργασίας

Please go to Εργαστήριο Δυνάμεων και Κίνησης to view this quiz

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

(209 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

Περνώντας τη διαχωριστική γραμμή των κβάντων

  • Του Tim Folger
  • Από το Scientific American

Το σύμπαν σύμφωνα με τη κβαντική μηχανική είναι περίεργο και πιθανολογικό, αλλά η καθημερινή μας πραγματικότητα φαίνεται καλά στερεωμένη. Νέα πειράματα στοχεύουν να ερευνήσουν όπου-και γιατί- το ένα βασίλειο περνάει μέσα στο άλλο.

Τα περισσότερα από τα χειροτεχνήματα του Simon Gröblacher είναι αόρατα με γυμνό μάτι. Μία από τις μηχανικές κατασκευές του στο εργαστήριό του στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Delft στην Ολλανδία, έχουν μήκος μόνο μερικά εκατομμυριοστά του μέτρου – όχι πολύ μεγαλύτερο από ένα βακτήριο – και πάχος 250 νανόμετρα, περίπου  ένα χιλιοστό του πάχους ενός φύλλου χαρτιού.Ο  Gröblacher χωρίς αμφιβολία θα μπορούσε να συνεχίσει να συρρικνώνει τις κατασκευές του, αλλά έχει διαφορετικό στόχο: θέλει να μεγεθύνει τα πράγματα, όχι τα σμικρύνει. «Αυτό που προσπαθούμε να κάνουμε είναι  πράγματα που υπάρχουν, να γίνουν πραγματικά μεγάλα», λέει, καθώς φέρνει εικόνες του υλικού στον υπολογιστή του. Λάβετε υπόψη ότι για τον Gröblacher, έναν πειραματικό φυσικό, «πραγματικά, πραγματικά μεγάλα» σημαίνει κάτι μόλις ελάχιστα ορατό χωρίς μικροσκόπιο, «ένα χιλιοστό του χιλιοστού μέγεθος.»

Με την εργασία σε αυτή τη μικρή κλίμακα, ο Gröblacher ελπίζει να απευθύνει το ειδικό ερώτημα: Μπορεί ένα μόνο μακροσκοπικό αντικείμενο να βρίσκεται την ίδια στιγμή σε δύο μέρη; Θα μπορούσε κάτι από το μέγεθος μιας κεφαλής καρφίτσας, ας πούμε, να υπάρχει τόσο εδώ όσο και εκεί την ίδια στιγμή; Αυτή η φαινομενικά αδύνατη κατάσταση είναι στην πραγματικότητα ο κανόνας για τα άτομα, τα φωτόνια και όλα τα άλλα σωματιδία. Σύμφωνα με τους σουρεαλιστικούς νόμους της κβαντικής θεωρίας, η πραγματικότητα στο πιο βασικό της επίπεδο αντιμάχεται τις παραδοχές της κοινής σκέψης: Σωματίδια δεν έχουν σταθερές θέσεις, ενέργεια ή οποιαδήποτε άλλη συγκεκριμένη ιδιότητα – τουλάχιστον όσο δεν τα κοιτάζει κανείς. Υπάρχουν σε πολλές καταστάσεις ταυτόχρονα.

Αλλά για τους λόγους που οι φυσικοί δεν καταλαβαίνουν, η πραγματικότητα που βλέπουμε είναι διαφορετική. Ο κόσμος μας – ακόμα και τα μέρη του που δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα – φαίνεται ξεκάθαρα μη κβαντικός. Πραγματικά μεγάλα πράγματα – που σημαίνει οτιδήποτε από έναν ιό και πάνω – εμφανίζονται πάντα σε ένα και μόνο ένα μέρος. Υπάρχει μόνο ένας Gröblacher που μιλάει σε έναν δημοσιογράφο με χαρά, που κρατάει σημειώσεις στο εργαστήριο του Delft. Και εκεί υπάρχει ένα μυστήριο: Γιατί, αν όλα είναι χτισμένα σε μια κβαντική θολούρα ύλης και ενέργειας, δεν βιώνουμε την κβαντική παραξενιά στον εαυτό μας; Πού συμβαίνει το κβαντικό παγκόσμιο τέλος και αρχίζει ο λεγόμενος κλασικός κόσμος της Νευτώνειας φυσικής; Υπάρχει στην πραγματικότητα ρήγμα, μια κλίμακα πέρα​ από την οποία να παύουν να υπάρχουν τα κβαντικά αποτελέσματα; Ή η κβαντική μηχανική βασιλεύει παντού και είμαστε κάπως τυφλοί σε αυτό; (περισσότερα…)

(1,437 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

Η Φυσική του Ποδοσφαίρου

  • Των Takeshi Asal, Takao Akatsuka και Steve Haake*
  • Από το Physics World

Ο Bill Shankly, πρώην διευθυντής του ποδοσφαιρικού συλλόγου της Λίβερπουλ, είπε κάποτε: “Το ποδόσφαιρο δεν είναι θέμα ζωής και θανάτου. Είναι πιο σημαντικό από αυτά.” Αυτό το μήνα στο Παγκόσμιο Κύπελλο, εκατομμύρια φίλαθλοι θα νιώσουν το ίδιο συναίσθημα για λίγες, σύντομες εβδομάδες. Στη συνέχεια, η εκδήλωση θα τελειώσει και εκείνο που θα μείνει θα είναι μερικές επαναλήψεις στην τηλεόραση και η ατελείωτη εικασία για το τι θα μπορούσε να συμβεί. Είναι αυτή η πτυχή του ποδοσφαίρου που οι οπαδοί της αγαπούν και άλλοι μισούν. Τι θα γινόταν αν έμπαινε το πέναλτι; Τι θα συνέβαινε αν ο παίκτης δεν είχε αποβληθεί; Τι θα γινόταν αν το ελεύθερο λάκτισμα δε χτυπούσε στο τείχος και έμπαινε γκολ;

Ο Ρομπέρο Κάρλος της Βραζιλίας σκοράρει κατά της Γαλλίας με ένα τέλειο κτύπημα φάουλ.

 

Πολλοί οπαδοί θα θυμούνται το φάουλ που εκτέλεσε ο Βραζιλιάνος Ρομπέρτο Κάρλος σε ένα τουρνουά στη Γαλλία το 1997. Η μπάλα τοποθετήθηκε περίπου 30 μέτρα από την εστία του αντιπάλου και ελαφρώς δεξιά. Ο Κάρλος κτύπησε την μπάλα ξυστά στα δεξιά ώστε να περάσει αρχικά από το τείχος των αμυντικών κατά τουλάχιστον ένα μέτρο και να υποχρεώσει έναν ποδοσφαιριστή, που στεκόταν σε απόσταση μέτρια από το τέρμα, να σκύψει το κεφάλι του. Στη συνέχεια, σχεδόν μαγικά, η μπάλα έστριψε προς τα αριστερά και μπήκε στην πάνω δεξιά γωνία του γκολπόστ, προς μεγάλη έκπληξη των παικτών, του τερματοφύλακα και των μέσων μαζικής ενημέρωσης.

Προφανώς, ο Κάρλος εκτελούσε αυτό το λάκτισμα όλη την ώρα στο γήπεδο της προπόνησης. Ένιωθε διαισθητικά πώς να καμπυλώνει την μπάλα με το χτύπημα σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα και με μία συγκεκριμένη περιστροφή. Πιθανότατα όμως δεν γνώριζε ότι πίσω από όλα ήταν η φυσική.

Αεροδυναμική των αθλητικών σφαιρών

Η πρώτη εξήγηση της πλευρικής κάμψης ενός περιστρεφόμενου αντικειμένου πιστώθηκε στο Λόρδο Rayleigh πάνω στην εργασία του Γερμανού φυσικού Gustav Magnus το 1852. Ο Magnus προσπαθούσε πραγματικά να προσδιορίσει γιατί περιστρεφόμενα κελυφοι και σφαίρες εκτρέπονται προς τη μία πλευρά αλλά η εξήγησή του ισχύει εξίσου καλά και με τις μπάλες. Πράγματι, ο θεμελιώδης μηχανισμός μιας μπάλας που καμπυλώνεται στο ποδόσφαιρο είναι σχεδόν ο ίδιος όπως σε άλλα αθλήματα όπως το μπέιζμπολ, το γκολφ, το κρίκετ και το τένις.

Περιστρεφόμενη μπάλα

 

Εξετάστε μια μπάλα που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα κάθετο στη ροή του αέρα και μέσα σ’ αυτόν (δείτε πάνω). Ο αέρας ταξιδεύει πιο γρήγορα σε σχέση με το κέντρο της σφαίρας εκεί όπου η περιφέρεια κινείται προς την ίδια κατεύθυνση με τη ροή του αέρα. Αυτό μειώνει την πίεση, σύμφωνα με την αρχή του Bernouilli. Το αντίθετο αποτέλεσμα συμβαίνει στην άλλη πλευρά της μπάλας, όπου ο αέρας ταξιδεύει πιο αργά σε σχέση με το κέντρο της μπάλας. Υπάρχει επομένως μια ανισορροπία στις δυνάμεις και η μπάλα εκτρέπεται – ή, όπως το έθεσε ο Sir J J Thomson το 1910, “η μπάλα ακολουθεί τη μύτη της”. Αυτή η πλευρική εκτροπή μιας μπάλας κατά την πτήση είναι γενικά γνωστή ως το “φαινόμενο Magnus”.

Οι δυνάμεις σε μια περιστρεφόμενη μπάλα που πετάει μέσα στον αέρα χωρίζονται γενικά σε δύο τύπους: τη δύναμη ανύψωσης και τη δύναμη αντίστασης. Η δύναμη ανύψωσης είναι η προς τα πάνω ή η προς τα πλάγια δύναμη που είναι υπεύθυνη για το φαινόμενο Magnus. Η δύναμη αντίστασης δρα στην αντίθετη κατεύθυνση από τη διαδρομή της μπάλας.

(περισσότερα…)

(275 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

3ο Κριτήριο Online Α Λυκείου

Please go to 3ο Κριτήριο Online Α Λυκείου to view this quiz

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

(408 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

2o Κριτήριο Online Α Λυκείου

Please go to 2o Κριτήριο Online Α Λυκείου to view this quiz

 

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

(215 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

1ο Κριτήριο Online A Λυκείου

Please go to 1ο Κριτήριο Online A Λυκείου to view this quiz

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

(348 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

Πώς σχεδιάζουμε ένα σωστό Διάγραμμα Ελευθέρου Σώματος

  • Του Albert Lee
  • Από το “The Physics Teacher”

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Ως εκπαιδευτικοί φυσικοί, προσπαθούμε να βοηθήσουμε τους μαθητές μας να μάθουν τη φυσική. Αλλά οι περισσότεροι από εμάς αρχίζουν να συνειδητοποιούν ότι οι μαθητές μας δεν μαθαίνουν όσο θα θέλαμε. Καθώς τους παρακολουθούμε, αρχίζουμε να βλέπουμε μερικές από τις δυσκολίες τους. Κάποιες από τις δυσκολίες τους είναι αναμενόμενες, αλλά μερικές είναι απροσδόκητες. Μία τέτοια δυσκολία είναι η κατάρτιση του διαγράμματος δύναμης ή διαγράμματος ελεύθερου σώματος (ΔΕΣ). Γνωρίζοντας τη σημασία της ικανότητας να σχεδιάσουμε σωστά ΔΕΣ, προσπαθούμε να βοηθήσουμε τους μαθητές μας παρουσιάζοντας με σαφήνια τα απαραίτητα βήματα. Δυστυχώς, πολλές φορές, αυτό που μας φαίνεται σαφές, δεν είναι τόσο σαφές για τους μαθητές μας. Επομένως, πώς μπορούμε να βοηθήσουμε τους μαθητές να σχεδιάσουν σωστά ένα ΔΕΣ; Σε αυτή την εργασία, παρουσιάζουμε μια προσέγγιση για να τους βοηθήσουμε να σχεδιάσουν σωστά τα ΔΕΣ. Όπως θα δείτε στη συζήτηση για την προσέγγισή μας, θα τονίσουμε μερικά πράγματα, γι αυτό την προσέγγισή μας την αναφέρουμε ως “προσέγγιση των τονισμένων σημείων”.

Η ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΩΝ ΤΟΝΙΣΜΕΝΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ

Οι δυσκολίες των μαθητών με την κατάρτιση σωστών ΔΕΣ είναι τόσο διαφορετικές όσο οι ίδιοι οι μαθητές. Δεν είναι λοιπόν περίεργο να διαπιστώσουμε ότι πολλοί φυσικοί έχουν ήδη μοιραστεί διάφορες χρήσιμες προσεγγίσεις, περιλαμβανομένων διαφόρων σετ ασκήσεων, εισηγήσεων και προειδοποιήσεων για τα ΔΕΣ. Η προσέγγιση τονισμένων σημείων μοιράζεται πολλά από τα χαρακτηριστικά που συζητούνται σε αυτό το κείμενο. Όμως, η προσέγγιση αυτή έχει επίσης μερικά χαρακτηριστικά που δεν αναφέρονται εδώ.

Ο κύριος στόχος της χρήσης της προσέγγισης των τονισμέων σημείων είναι να διασφαλιστεί ότι οι μαθητές μας μπορούν να λάβουν υπόψη όλες τις δυνάμεις επαφής. Τονίζουμε λοιπόν το γεγονός ότι για να υπάρχουν δυνάμεις επαφής πρέπει να υπάρχει μια φυσική επαφή. Αυτό φυσικά μας αναγκάζει να μιλήσουμε για δυνάμεις επαφής και για δυνάμεις μη επαφής καθώς αρχίζουμε να σχεδιάζουμε τα ΔΕΣ. Θα δείξουμε την προσέγγιση των τονισμένων σημείων χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα: Δύο σώματα, το Α και το Β, που φαίνονται στην Εικ. 1, βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους. Ένα χέρι ωθεί το σώμα Α με μια οριζόντια δύναμη προς τα δεξιά. Θα παρουσιάσουμε τα βήματα που απαιτούνται για την παραγωγή δύο ξεχωριστών ΔΕΣ: Ένα για το σώμα Α και ένα για το σώμα Β.

Εικ. 1. Ένα απλό σχέδιο του προβλήματος / κατάστασης των δύο σωμάτων, του Α και του Β, τα οποία ωθούνται πάνω σε ένα τραπέζι χωρίς τριβή από ένα χέρι προς τα δεξιά. mA είναι η μάζα του Α και m,B είναι η μάζα του Β.

(περισσότερα…)

(793 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

Ενέργεια & Διατήρηση της Μ.Ε. Online: Πολλαπλής Επιλογής

Please go to Ενέργεια & Διατήρηση της Μ.Ε. Online: Πολλαπλής Επιλογής to view this quiz

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

(263 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)

Ενέργεια & Διατήρηση της Μ.Ε. Online: Σωστό – Λάθος

Please go to Ενέργεια & Διατήρηση της Μ.Ε. Online: Σωστό – Λάθος to view this quiz

Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

(315 επισκέψεις, 1 επισκέψεις σήμερα)