Ετικέτα: Δύναμη και Ισορροπία

Δύναμη και Ισορροπία – Εργαστήριο

Με το εργαστήριο αυτό θα μάθεις ποια είναι η συνισταμένη δυνάμεων, ποια τα αποτελέσματά της, τι συμβαίνει στην κίνηση ενός σώματος όταν η συνισταμένη μηδενίζεται και τι σημαίνει ισορροπία δυνάμεων.

Πάτησε το κουμπί “Διελκυνστίνδα” και κατόπιν τσέκαρε τα τετραγωνάκια “Συνισταμένη Δύναμη”, “Τιμές” και “Ταχύτητα”. Μπορείς ακόμα να ενεργοποιήσεις και τον ήχο με κλικ στο ηχείο.

Ακολούθησε τα παρακάτω βήματα και επίλεξε τις σωστές απαντήσεις ή συμπλήρωσε τα κενά στις ερωτήσεις που τα συνοδεύουν. Όταν ολοκληρώσεις την εργασία πάτησε το κουμπί “Δες αποτελέσματα” για να δεις την επίδοσή σου και τις σωστές απαντήσεις.

Να ξέρεις ότι το μεγάλο ανθρωπάκι της κάθε ομάδας ασκεί δύναμη 150Ν, τα δύο μικρότερα 50Ν και το ενδιάμεσο 100Ν. Για να ασκηθεί δύναμη στο σχοινί θα σέρνεις το κατάλληλο ανθρωπάκι και θα το αφήνεις σε οποιονδήποτε από τους τέσσερις κόμβους. Με αντίστροφη διαδικασία θα το απομακρύνεις και θα το αφήνεις στην αρχική του θέση από κάτω.

Με το κουμπί “Πάμε” εκτελείται η διαδικασία και με το “Επιστροφή” το σύστημα επιστρέφει στην αρχική θέση. Μετά από κάθε εκτέλεση να πατάς το “Επιστροφή”.

Συνισταμένη Δυνάμεων

Τοποθέτησε στο σχοινί, στα δεξιά, το μεγάλο (150Ν) και το ενδιάμεσο (100Ν) ανθρωπάκι, Η συνισταμένη των δυνάμεων είναι Ν και είναι ίση με των δύο δυνάμεων που ασκούνται στο βαγονάκι.
Πρόσθεσε τώρα στην αριστερή πλευρά το μεγάλο ανθρωπάκι (150Ν). Η συνισταμένη των δυνάμεων είναι Ν, έχει κατεύθυνση και ισούται με των δυνάμεων που ασκούνται στο βαγονάκι από τις δύο αντίθετες κατευθύνσεις.
Επομένως:
Η συνισταμένη δύο δυνάμεων της ίδιας κατεύθυνσης έχει την κατεύθυνση με τις δυνάμεις και το μέτρο της ισούται με των δυνάμεων.
Η συνισταμένη δύο δυνάμεων αντίθετης κατεύθυνσης έχει την κατεύθυνση της δύναμης και το μέτρο της ισούται με των δυνάμεων.

Αποτελέσματα της Δύναμης

Πρόσθεσε στην αριστερή πλευρά το ενδιάμεσο (100Ν) και ένα μικρό ανθρωπάκι (50Ν). Η συνισταμένη των δυνάμεων έχει κατεύθυνση προς τα και το μέτρο της είναι ίσο με Ν.
Πάτα το κουμπί "Πάμε" και παρατήρησε το δείκτη της ταχύτητας πάνω στο βαγονάκι. Τι παρατηρείς για την ταχύτητα του βαγονιού;

Η ταχύτητα .
Αφού πατήσεις πάλι το κουμπί "Πάμε" και θέσεις σε κίνηση το βαγονάκι, τη στιγμή που αυτό κινείται πρόσθεσε δεξιά τα δύο μικρά ανθρωπάκια των 50Ν. Παρατήρησε τότε ότι το βαγονάκι κινείται προς τα με την ταχύτητά του να και κατόπιν προς τα με την ταχύτητά του να .
Επομένως
Όταν σε ένα σώμα επιδρούν πολλές δυνάμεις και η συνισταμένη τους δεν είναι μηδέν, τότε η ταχύτητα του σώματος.

Ισορροπία

Βάλε στην αριστερή πλευρά και το δεύτερο ανθρωπάκι. Έτσι τώρα έχεις όλα τα ανθρωπάκια κι από τις δύο πλευρές του βαγονιού. Πάτα το κουμπί "Πάμε". Η συνισταμένη των δυνάμεων μηδέν και το βαγονάκι .
Βγάλε το μικρό ανθρωπάκι από τα δεξιά και πάτα "Πάμε". Το βαγονάκι κινείται προς την κατεύθυνση με τη συνισταμένη, με την ταχύτητά του να . Πάτα επιστροφή και επανάλαβε τη διαδικασία πατώντας και πάλι το κουμπί "Πάμε", αλλά τη στιγμή που κινείται το βαγονάκι πρόσθεσε και πάλι δεξιά το μικρό ανθρωπάκι που είχες αφαιρέσει. Παρατήρησε την ταχύτητα του βαγονιού. Η ταχύτητα τώρα , ενώ η συνισταμένη μηδέν.
Επομένως
Όταν σε ένα σώμα η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται επάνω του είναι μηδέν, τότε, αν ήταν ακίνητο,   ή, αν κινιόταν, .

 

topio@viewonphysics.gr

Δύναμη και Ισορροπία

  1. Σημειώστε με Σ τις σωστές και με Λ τις λανθασμένες προτάσεις.
    1. Οταν ένα σώμα κινείται και δεν ασκείται καμία δύναμη επάνω του τότε το σώμα μετά από ορισμένο χρονικό δiάστημα θα σταματήσει.
    2. Ενα κινούμενο σώμα θα κινείται επ’ άπειρο με σταθερή ταχύτητα αν επάνω του η συνισταμένη των δυνάμεων είναι μηδέν.
    3. Την αδράνεια την έχουν μόνο τα βαριά σώματα.
    4. Αν στα σώματα δεν ασκούνταν καθόλου δυνάμεις τότε θα κινούνταν μόνο ευθύγραμμα.
  2. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Ενα σώμα λέμε ότι ισορροπεί όταν:
    1. Μόνο όταν είναι τελείως ακίνητο.
    2. Μόνον όταν κινείται με σταθερή ταχύτητα και ευθύγραμμα.
    3. Οταν είναι ακίνητο ή κινείται ευθύγραμμα με σταθερή ταχύτητα.
    4. Μόνον όταν δεν ασκείται καμία δύναμη επάνω του.
  3. Πάνω στο δάπεδο ενός δωματίου βρίσκεται ακίνητο ένα μικρό κιβώτιο. Σπρώχνουμε απότομα το κιβώτιο και το αφήνουμε ελεύθερο να ολισθήσει πάνω στην επιφάνεια του δαπέδου. Το κιβώτιο, αφού διανύσει λίγο διάστημα, ακινητοποιείται. Σε ποια δύναμη οφείλεται το σταμάτημά του;  Αν αυτή  η δύναμη ήταν μηδενική, πώς θα εξελισσόταν η κίνηση του κιβωτίου;
  4. Επιλέξτε τη σωστή πρόταση. Η αδράνεια είναι μία ιδιότητα που έχουν:
    1. Μόνο στα στερεά σώματα.
    2. Ολα τα σώματα, αλλά τα αέρια έχουν μικρότερη.
    3. Ολα τα σώματα όταν είναι ακίνητα.
    4. Όλα τα σώματα, στερεά, υγρά και αέρια, είτε κινούνται είτε όχι.
  5. Τι εννοούμε όταν λέμε ότι ένα σώμα έχει μεγαλύτερη αδράνεια από ένα άλλο; Μπορεί η αδράνεια να εξαρτάται από τη μάζα του σώματος; Αναφέρετε ένα παράδειγμα.
  6. Οι επιβάτες των αυτοκινήτων είναι υποχρεωτικό να φορούν ζώνες κατά τη διάρκεια της κίνησης. Εξηγήστε γιατί.
  7. Η μικρή σφαίρα έχει βάρος 50Ν. Με το χέρι μας την κρατούμε σε κατακόρυφη θέση ακίνητη. Να σχεδιάσετε τα διανύσματα των δυνάμεων του βάρους της σφαίρας και της τάσης του νήματος και να υπολογίσετε το μέτρο της τάσης.

    Άσκηση 7

    (περισσότερα…)