Ερώτηση

Μια μάζα M (αμαξίδιο) βρίσκεται σε επίπεδη αεροτροχιά, και συνδέεται μέσω ενός νήματος που διέρχεται από τροχαλία, με μια πολύ μικρότερη μάζα m(βαρυδάκι)<<Μ (αμαξίδιο), όπως φαίνεται στην κάτω αριστερή φωτογραφία.

Απελευθερώνοντας τη μάζα Μ επιτρέπουμε στην m να την επιταχύνει κατά μήκος της αεροτροχιάς. Στη διαδρομή της Μ υπάρχουν δύο φωτοπύλες που απέχουν απόσταση D και είναι συνδεμένες με ένα χρονομετρητή. Ο χρονομετρητής καταγράφει το χρόνο διέλευσης της μάζας Μ ανάμεσα στις δύο φωτοπύλες, και ο οποίος είναι ακριβώς 2 sec. Τη διέλευση του αμαξιδίου ανάμεσα στις φωτοπύλες μπορούμε να τη δούμε σε video κάνοντας click με το ποντίκι στην αριστερή φωτογραφία.

Μέρος (Α)

Υποθέστε ότι το ίδιο πείραμα εκτελείται με μάζες διπλάσιου μεγέθους: 2m (βαρυδάκι) αντί m και 2M (αμαξίδιο) αντί M όπως φαίνεται στην κεντρική φωτογραφία. Πόσο χρόνο θα πάρει στο αμαξίδιο να διασχίσει την απόσταση ανάμεσα στις φωτοπύλες «Α» και «Β»;

Ο χρόνος που απαιτείται ώστε η μάζα 2m (βαρυδάκι) να επιταχύνει τη μάζα 2M (αμαξίδιο) για μια απόσταση D ανάμεσα στις φωτοπύλες Α και Β είναι:

· (α) 4 sec

· (β) 2,83 sec

· (γ) 2 sec (ίδιος χρόνος)

· (δ) 1,41 sec

· (ε) 1 sec

Μέρος (Β)

Υποθέστε ότι το ίδιο πείραμα εκτελείται με μάζα M αυξημένη σε 2M (αμαξίδιο) απόσταση D/2 μεταξύ των φωτοπυλών αντί D, όπως φαίνεται στη δεξιά φωτογραφία. Πόσο χρόνο θα πάρει στο αμαξίδιο να διασχίσει την απόσταση ανάμεσα στις φωτοπύλες «Α» και «Β»;

Ο χρόνος που απαιτείται ώστε η μάζα m (βαρυδάκι) να επιταχύνει τη μάζα 2M (αμαξίδιο) για μια απόσταση D/2 ανάμεσα στις φωτοπύλες Α και Β είναι:

· (α) 4 sec

· (β) 2,83 sec

· (γ) 2 sec (ίδιος χρόνος)

· (δ) 1,41 sec

· (ε) 1 sec

Πατήστε εδώ για την απάντηση:

Πηγή:

https://physicslearning2.colorado.edu/QOTWSite/outreach/QOTW/arch7/q135.htm