Η ενέργεια ταλάντωσης του κύματος Ι

waves in storm

Θαλάσσια κύματα , μέσα στη καταιγίδα .

Άσκηση που δεν δημιουργήσαμε εμείς , είναι μια άσκηση από την συλλογή ενός εκ των πολλαπλών σχολικών βιβλίων της συγγραφικής ομάδας των «Βλάχου – Κόκκοτα» .

Επιστρέψτε στη σελίδα Ασκήσεις στη φυσική της Γ΄ λυκείου

Δείτε και αυτό

Ξεκινάμε μια νέα προσπάθεια δείτε εδώ .

Η ενέργεια ταλάντωσης του κύματος Ι

Άσκηση 6

Ένα μικρό κομμάτι φελλού μάζας m = 5 kg ταλαντώνεται σε μια λεκάνη με νερό , λόγω των κυμάτων , που διαδίδονται στην επιφάνεια του νερού , με ταχύτητα 0,2 m / s . Τα κύματα έχουν πλάτος 5 mm και μήκος κύματος 15 mm . Να βρείτε τη μέγιστη κινητική ενέργεια της ταλάντωσης του φελλού .

Δίνεται π² ≅ 10 .

Λύση

Η βασική εξίσωση της κυματικής :

υ = λ·f ⇒

f = υ / λ ⇒

f = 0,2 / 0,015 ⇒

f = 13,33 Hz .

Η κυκλική συχνότητα ω :

ω = 2·π·f ⇒

ω = 2·π·13,33 ⇒

ω = 26,66·π rad / s .

H σταθερά επαναφοράς D :

D = m·ω² ⇒

D = 5·(26,66·π)² ⇒

D = 5·710,76·10 ⇒

D = 35538 Ν / m .

H μέγιστη κινητική ενέργεια της ταλάντωσης του φελλού είναι η μέγιστη ενέργεια ταλάντωσης :

Κmax = E ⇒

Κmax = ½·D·A² ⇒

Κmax = ½·35538·0,005² ⇒

Κmax = 0,444 joule .

Σχόλιο : Απλή και χρήσιμη άσκηση .

Επιστρέψτε στη σελίδα Ασκήσεις στη φυσική της Γ΄ λυκείου .

Advertisements

3 thoughts on “Η ενέργεια ταλάντωσης του κύματος Ι

  1. Κώστα πολύ καλή η άσκηση και η λύση της. Ο φελλός λοιπόν έχει μέγιστη κινητική ενέργεια στο σημείο που έχει μέγιστη ταχύτητα, δηλαδή στην θέση ισορροπίας. Επίσης, έχει μέγιστη δυναμική ενέργεια στις ακραίες θέσεις με αποτέλεσμα η μηχανική ενέργεια ταλάντωσης του να είναι σταθερή. Μία ερώτηση που θα έθετα (πιο πολύ ως προβληματισμό) είναι αν ισχύει το ίδιο και για ένα στοιχειώδες τμήμα του ελαστικού μέσου. Δηλαδή ένα στοιχειώδες τμήμα του μέσου έχει σταθερή τιμή μηχανικής ενέργειας όπως ο φελλός;

    Αρέσει σε 1 άτομο

  2. Βαγγέλη σε ευχαριστώ για το σχόλιο (και πολλοί συνάδελφοι σε ευχαριστούν για τις ασκήσεις και γνώσεις σου στα ρευστά) .
    Τώρα στον προβληματισμό σου που είναι ωραίος , η απάντηση είναι :
    Στη φυσική του λυκείου , εκτός το κεφάλαιο των περιστροφών , όλα τα σώματα είναι σημειακά . Δηλαδή χωρίς διαστάσεις ή καλύτερα αμελητέες διαστάσεις . Άρα Ναι ισχύει η αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας .
    Η θεώρηση αυτή (των σημειακών , στοιχειωδών μαζών) γίνεται για λόγους απλούστευσης , είναι μια προσέγγιση έξω από την πραγματικότητα το ξέρω , αλλά είναι απαραίτητη για να γίνει η μελέτη φαινομένων απομονωμένων από άλλους παράγοντες . Πολλοί συνάδελφοι , μαθητές ακόμα και γονείς ανησυχούν με την διδακτική αξία της μελέτης ενός φαινομένου αποστειρωμένα . Τι αξία έχει η προσομοίωση ρωτάνε αφού η πραγματικότητα δεν είναι έτσι ?
    Η πραγματικότητα είναι πολύπλοκη , εσύ Βαγγέλη με τις γνώσεις σου πάνω στην φυσική , γνώσεις εφαρμοσμένες στην υδραυλική αλλά και στην μηχανική καταλαβαίνεις την πολυπλοκότητα του φυσικού μας κόσμου .
    Έχει αξία η μελέτη των βασικών αρχών ενός φαινομένου , αναπτύσσει την σκέψη .
    Εγώ προσωπικά διαφωνώ , με την μαθηματικοποίηση της φυσικής . Το ότι οι μαθητές λύνουν εξισώσεις σελίδων (έχω δημοσιεύσει πληθώρα ανάλογων θεμάτων) αντί να αναλύουν φαινόμενα και να κατανοούν θεμελιακές έννοιες . Αν η φυσική του λυκείου διατηρήσει βασικά μαθηματικά και επικεντρωθεί στα φαινόμενα θα μπορέσει να γίνει ένα μάθημα μοναδικό για την ανάπτυξη της κριτικής ικανότητας και της σκέψης .
    Το πρόβλημα : το κράτος άραγε θέλει σκεπτόμενους πολίτες ; Η απάντηση είναι όχι και αφορά όχι μόνο την Ελλάδα , αλλά την πλειοψηφία των χωρών του πλανήτη ..

    Μου αρέσει!

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s