Ένα τέταρτο θέμα με ράβδο που κινείται κάθετα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο


Δύο παράλληλοι αγωγοί Αχ και Γψ βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο και απέχουν μεταξύ τους απόσταση ℓ = 1 m. Τα άκρα Α και Γ των δύο αγωγών, οι οποίοι έχουν αμελητέα ωμική αντίσταση, συνδέονται με σύρμα ωμικής αντίστασης R1 = 1 Ω. Κατά μήκος των δύο αγωγών και καθέτως προς τη διεύθυνσή  τους μπορεί να ολισθαίνει μια πρισματική μεταλλική ράβδος μήκους ℓ = 1 m, με μάζα m = 0,1 kg και ωμική αντίσταση R2 = 1 Ω, έχοντας συνεχώς τα άκρα της σε επαφή με αυτούς. Κατά την κίνησή της εμφανίζεται δύναμη τριβής Τ= 2 Ν. Η διάταξη βρίσκεται μέσα σε ομογενές κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο έντασης Β = 1 Τ. H ράβδος ηρεμεί και τη χρονική στιγμή t = 0 ασκείται πάνω της σταθερή εξωτερική δύναμη F = 3 Ν, παράλληλη προς τους αγωγούς. Η ταχύτητα της ράβδου αυξάνεται και αφού διανύσει διάστημα s = 1,6 m αποκτά μια μέγιστη σταθερή (οριακή) τιμή. Να υπολογιστούν:
α. Το μέτρο της οριακής ταχύτητας της ράβδου.
β. Το ποσό θερμότητας που αναπτύχθηκε σε κάθε αντίσταση του κυκλώματος από τη στιγμή t= 0 μέχρις ότου η ράβδος αποκτήσει οριακή ταχύτητα.
γ. Το φορτίο που διακινήθηκε μέσα από μια διατομή της ράβδου μέχρι να σταθεροποιηθεί η ταχύτητά της.
δ. Ο χρόνος κίνησης της ράβδου μέχρι να αποκτήσει οριακή ταχύτητα.
ε. Η τάση στα άκρα της ράβδου όταν η ταχύτητά της σταθεροποιηθεί.
 στ. Ο ρυθμός με τον οποίο ελευθερώνεται θερμότητα στο όλο σύστημα όταν η ράβδος  κινείται με ταχύτητα υ =υορ/2. 
Η Λύση:

Σχόλια

Δημοσίευση σχολίου

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Ένα συνδυαστικό τέταρτο θέμα

Εικόνα
Το ορθογώνιο πλαίσιο Π του σχήματος είναι τοποθετημένο παράλληλα προς τις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου έντασης 0,2 Τ, ανάμεσα σε δύο ισχυρούς μαγνήτες. Αποτελείται από n = 60 σπείρες συνολικής ωμικής αντίστασης R = 0,5 Ω και με διαστάσεις α = 6 cm μήκος και β = 4 cm πλάτος. Οι ακροδέκτες του, συνδέονται με ηλεκτρική πηγή τάσης 10 V και διαρρέεται από ρεύμα έντασης i . Το πλαίσιο μπορεί να περιστρέφεται γύρω από ακλόνητο άξονα από μονωτικό υλικό στον οποίο είναι στερεωμένη μια τροχαλία ακτίνας r = √3 cm . Γύρω από αυτήν είναι τυλιγμένο ένα αβαρές νήμα, που είναι δεμένο στο ένα άκρο οριζόντιας ομογενούς ράβδου Ρ μάζας m και μήκους L = 9 cm . Η ράβδος Ρ είναι αρθρωμένη στο αριστερό της άκρο Α και στη θέση Β με δύο παράλληλες, αμελητέας μάζας, ράβδους μήκους ℓ = 0,1 m , οι οποίες, στην κατάσταση ισορροπίας που περιγράφεται στο σχήμα, έχουν εκτραπεί κατά 60 ο από την κατακόρυφο. Α. Δεδομένου ότι το σύστημα πλαίσιο – ράβδος ισορροπεί: α. Να χαρακτηρίσετε τους πόλους ...
Read more »

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - ΕΝΑ ΔΙΩΡΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ

ΘΕΜΑ   Α i ) Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής . (Στις ημιτελείς προτάσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία τη συμπληρώνει σωστά) . A 1 . Σ’ ένα κύκλωμα L – C που εκτελεί αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση, το φορτίο του πυκνωτή μεταβάλλεται σύμφωνα με τη σχέση   q = Q συνω t : α.   η μέγιστη ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ω 2 Q . β.   η μέγιστη τάση από αυτεπαγωγή στα άκρα του πηνίου είναι   L ω 2 Q. γ.   ο μέγιστος ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα είναι ω Q . δ.   η μέγιστη ηλεκτρική ενέργεια του πυκνωτή έχει τιμή   ½ L ω 2 Q. Δείτε τη συνέχεια εδώ και τις απαντήσεις εδώ
Read more »

Τρία εύκολα, αλλά πονηρά θέματα

Εικόνα
1. Αν το κιβώτιο του σχήματος συνδεθεί με το αριστερό ελατήριο σταθεράς k 1 και διεγερθεί κατάλληλα θα εκτελέσει  α.α.τ. με συχνότητα f 1 . Όμοια, αν συνδεθεί με το δεξί ελατήριο σταθεράς k 2 θα εκτελέσει α.α.τ με συχνότητα f 2 . Δείξτε ότι αν συνδεθεί και με τα δύο ελατήρια όπως στο τρίτο σχήμα, και διεγερθεί κατάλληλα, θα κάνει α.α.τ. με συχνότητα f   για την οποία:               f 2 = f 1 2 + f 2 2  (Δίνεται ότι όταν το κιβώτιο βρίσκεται στη θέση Ι τα δύο ελατήρια έχουν το φυσικό τους μήκος. Δίνεται, επίσης, ότι το κιβώτιο κινείται χωρίς τριβές στην οριζόντια επιφάνεια και ότι τα υποστηρίγματα δεξιά και αριστερά στα οποία στερεώνονται τα ελατήρια είναι σταθερά). 2. Ένα υλικό σημείο εκτελεί α.α.τ. Για κάθε λЄ R το ελάχιστο χρονικό διάστημα που χρειάζεται το υλικό σημείο για να μεταβεί από τη θέση x = + A /λ με υ > 0 στη θέση x = - A /λ με υ < 0, είναι:             ...
Read more »