Μικρό Κελλάρι Φυσικής

Σάββατο 31 Οκτωβρίου 2009

Μια χελώνα και ένας λαγός σε αγώνα δρόμου.

Μια χελώνα και ένας λαγός διεξάγουν αγώνα δρόμου 300m.

Η χελώνα τρέχει με σταθερή ταχύτητα 2m/min σε όλο το δρόμο.

Ο λαγός τρέχει με ταχύτητα 1m/s για 60s, μετά κοιμάται για 3h και όταν ξυπνάει συνεχίζει με ταχύτητα 1m/s.

1)Πότε έφθασε στο τέρμα η χελώνα και πότε ο λαγός;
2) Να βρεθεί η μέση ταχύτητα του λαγού και της χελώνας;
3) Να γίνουν τα διαγράμματα θέσης – χρόνου σε κοινούς άξονες για τα δύο «διαγωνιζόμενα» ζωντανά.

ΛΥΣΗ και ΕΚΦΩΝΗΣΗ ΕΔΩ

Η άσκηση στην αρχική πρωτότυπη πηγή της.

Κυριακή 11 Οκτωβρίου 2009

Φόρτιση ηλεκτροσκοπίου, Ελέγχοντας το είδος του φορτίου με ένα φορτισμένο ηλεκτροσκόπιο.

Το ηλεκτροσκόπιο με κινητά φύλλα (ή ένα ευκίνητο φύλλο) αποτελείται από ένα μεταλλικό στέλεχος μονωμένο από το μεταλλικό περίβλημα.
Στο κάτω άκρο του στελέχους υπάρχουν ευκίνητα φύλλα που εφάπτονται μεταξύ τους όταν δεν έχουν φορτίο.
Η πάνω άκρη του στελέχους καταλήγει σε σφαίρα ή δίσκο. Δίσκος στέλεχος και φύλλα έχουν το σχήμα Τ. Στο Τ αυτό μετακινούνται ελεύθερα ηλεκτρόνια από το δίσκο στα φύλλα ή από τα φύλλα στο δίσκο.
Απόκλιση στα φύλλα παρατηρείται, όταν σε αυτά εμφανισθούν ομώνυμα φορτία.

Νέα υλικά προσιτά για πειράματα στατικού ηλεκτρισμού που φορτίζονται εύκολα και διατηρούν το φορτίο τους ειδικά σε μέρες μικρής υγρασίας υπάρχουν πλέον, ο εβονίτης, η ύαλος, το δέρμα γαλής νικήθηκαν από το θερμομονωτικό υλικό που χρησιμοποιείται στις οικοδομές (π.χ. roofmate) και το πλαστικό φύλλο συσκευασίας (με τις κυψελίδες αέρα)
Με τριβή του μονωτικού στο πλαστικό φύλλο ή σε μάλλινο ύφασμα πετυχαίνουμε καλή και σε διάρκεια φόρτιση.

Α. Τι θα παρατηρήσουμε στα φύλλα του αφόρτιστου ηλεκτροσκοπίου, όταν στο δίσκο του πλησιάσουμε το θετικά φορτισμένο μονωτικό;

Φόρτιση με επαγωγή ενός ηλεκτροσκοπίου πλησιάζοντας το θετικά φορτισμένο μονωτικό οικοδομών. Το θετικά φορτισμένο μονωτικό έφερε κοντά του στο δίσκο του ηλεκτροσκοπίου ηλεκτρόνια, αρνητικό φορτίο, με αποτέλεσμα στα φύλλα να εμφανισθεί θετικό φορτίο που προκαλεί την απόκλισή τους.

Το φορτίο του ηλεκτροσκοπίου στα φύλλα και στο δίσκο εξακολουθεί να είναι μηδέν συνολικά.

Β.Ελέγχοντας το είδος του φορτίου με ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτροσκόπιο.

Τι θα παρατηρήσουμε στην απόκλιση των φύλλων ενός θετικά ηλεκτρισμένου ηλεκτροσκοπίου, αν πλησιάσουμε 1) ένα αφόρτιστο αγωγό, 2) ένα αρνητικά φορτισμένο σώμα, 3) ένα θετικά φορτισμένο σώμα; Εξηγείστε με βάση τα σχήματα. Βλέπουμε ότι το φορτίο του ηλεκτροσκοπίου στα φύλλα και στο δίσκο του διατηρείται σε έλες τις φάσεις του πειράματος, γιατί δεν έχει οδό διαφυγής, όπως λένε τουλάχιστον τα σχήματα.

Γ.Εύρεση είδους φορτίου με ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτροσκόπιο.

Τι θα παρατηρήσουμε αν σε αρνητικά φορτισμένο ηλεκτροσκόπιο πλησιάσουμε 1) αφόρτιστο αγωγό 2) αρνητικά φορτισμένη ράβδο 3) θετικά φορτισμένη ράβδο; Εξηγήστε με βάση τα σχήματα. Η θετικά φορτισμένη ράβδος μπορεί να αντικατασταθεί με το φορτισμένο μονωτικό οικοδομών (π.χ. roofmate)

Σάββατο 12 Σεπτεμβρίου 2009

Ασκηση: Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο

Μια άσκηση ταλάντωσης με κατακόρυφο ελατήριο σε απόδοση στα ελληνικά από έναν οδηγό μελέτης (Study Guide) για το γνωστό βιβλίο της Φυσικής των Halliday Resnick, σε βήματα κατευθυνόμενης πορείας.

Σώμα μάζας 5kg δένεται σε κατακόρυφο ελατήριο, που επιμηκύνεται κατά 0,1m μέχρι τη θέση ισορροπίας. Εκεί του δίνεται ταχύτητα 2m/s με φορά προς τα κάτω.

Ξεκινάει με απλές ερωτήσεις (μπορεί να φαίνονται αστείες) να βρεθεί η σταθερά k του ελατήριου, η περίοδος της ταλάντωσης, για να προχωρήσει στην εύρεση της χρονικής εξίσωσης της απομάκρυνσης και μετά να ανεβάσει …στροφές ζητώντας τη μέγιστη δύναμη του ελατήριου, τη συνισταμένη δύναμη σε διάφορες θέσεις και τέλος τις γραφικές παραστάσεις της δύναμης Fελ και της Σf συναρτήσει της απομάκρυνσης.

Νομίζω ότι η αξία έγκειται στο τρόπο διδασκαλίας της άσκησης, σκαλοπάτι – σκαλοπάτι στη σκέψη, ή μπουκιά – μπουκιά να ανοίξει η όρεξη.

Στη δεξιά στήλη είναι οι κατάλληλες ερωτήσεις του δάσκαλου, πολλές φορές δίνει νύξεις για την απάντηση, ζητώντας από το μαθητή να θυμηθεί τον τύπο, την εξίσωση, που θα εκμαιεύσουν τις απαντήσεις που δίνονται στην αριστερή στήλη, τα σχήματα που χρειάζονται για τη λύση.

Άλλαξα μερικούς αριθμούς, ώστε τα αποτελέσματα να ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα, την τιμή του g για εύκολες πράξεις, πρόσθεσα μερικές ερωτήσεις.

Μόνο που τα ελατήρια που υπάρχουν στα εργαστήρια, των σχολείων τουλάχιστον, δεν συμπιέζονται πάνω από την αρχική τους φυσική κατάσταση (ΘΦΜ)…

Η θεωρία, θα πείτε, (οι εξετάσεις) δεν συμβαδίζουν αναγκαστικά με την πράξη (και τη ζωή)..

Mπορείτε να το δείτε σε πλήρη οθόνη από το slideshare.

Katak Elathrio

View more documents from pefkounar.

Πατώντας ΕΔΩ, έρχεται και αποθηκεύεται.