Ερώτηση

Ένα αμαξάκι μάζας Μ βρίσκεται σε αεροτροχιά και συνδέεται μέσω ενός νήματος αμελητέας μάζας με ένα βαρυδάκι που έχει πολύ μικρότερη μάζα m, και φαίνεται κρεμασμένο στο δεξιό μέρος της εικόνας. Το βαρυδάκι μάζας m είναι περασμένο από τροχαλία χωρίς τριβές, και πέφτοντας, επιταχύνεται το ίδιο και επιταχύνει και το συνδεδεμένο αμαξάκι μάζας Μ. Όλα αυτά φαίνονται στη φωτογραφία δεξιά και κάτω, όπου το βαρυδάκι έχει αρχίσει να κατεβαίνει και το αμαξάκι έχει ξεπροβάλλει από την πρώτη φωτοπύλη.

· Μ: Η μάζα για το αμαξάκι που κινείται στην αεροτροχιά.

· m: Η μάζα για το βαρυδάκι που πέφτει προς τα κάτω μετά την τροχαλία.

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.

Υποθέτουμε ότι το ίδιο πείραμα εκτελείται με αμαξίδιο μάζας 2Μ. Πόσο χρόνο νομίζετε ότι θα κάνει το αμαξάκι μάζας 2Μ να διέλθει ανάμεσα στις δύο φωτοπύλες;

Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί ώστε η μάζα m να επιταχύνει τη 2Μ θα είναι:

• (a) 4 seconds.
• (b) 2.83 seconds
• (c) 2 seconds (ίδιος χρόνος).
• (d) 1.41 seconds.
• (e) 1 second.

Κάνε click εδώ για Απάντηση .

Πηγή:

https://physicslearning2.colorado.edu/QOTWSite/outreach/QOTW/arch6/q119.htm