Κεφάλαιο 4

<!-- wp:heading --> <h2>Χρησιμοποίησε και εφάρμοσε τις έννοιες που έμαθες:</h2> <!-- /wp:heading --> <!-- wp:paragraph --> <p></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>1. Συμπλήρωσε τις λέξεις που λείπουν από το παρακάτω κείμενο έτσι ώστε οι προτάσεις που προκύπτουν να είναι επιστημονικά ορθές:</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>α. Οι κινήσεις που επαναλαμβάνονται σε ίσα χρονικά διαστήματα ονομάζονται <strong>περιοδικές</strong>.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>β. Οι περιοδικές κινήσεις που πραγματοποιούνται ανάμεσα σε δύο ακραία σημεία της τροχιάςονομάζονται <strong>ταλαντώσεις</strong>.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>γ. Η μέγιστη απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας ονομάζεται <strong>πλάτος </strong>της ταλάντωσης.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>δ. Ο χρόνος μιας πλήρους <strong>ταλάντωσης</strong> ονομάζεται <strong>περίοδος </strong>της ταλάντωσης (Τ). Ο αριθμός των πλήρων <strong>ταλαντώσεων</strong>(Ν) που εκτελεί το σώμα σε χρονικό διάστημα Δt προς το αντίστοιχο χρονικό διάστημα ονομάζεται <strong>συχνότητα</strong>(f).</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>ε. Στη διάρκεια μιας ταλάντωσης πραγματοποιείται μετατροπή της <strong>δυναμικής </strong>ενέργειας σε <strong>κινητική </strong>και αντίστροφα και όταν δεν υπάρχουν <strong>τριβές </strong>η <strong>μηχανική </strong>ενέργεια της ταλάντωσης διατηρείται σταθερή.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>2. Στην εικόνα 4.7, σελίδα 91 απεικονίζεται το έμβολο μιας μηχανής. Κατά τη λειτουργία της αυτό εκτελεί ταλάντωση μεταξύ των Α, Β. Να χαρακτηρίσεις με Σ τις προτάσεις των οποίων το περιεχόμενο είναι επιστημονικά ορθό και με Λ αυτές που το περιεχόμενό τους είναι επιστημονικά λανθασμένο</strong>.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Σε χρόνο μιας περιόδου το έμβολο κινείται</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>α) από το Α στο Ο στο Β, <strong>Λ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>β) από το Α στο Ο στο Β στο Ο μέχρι το Α, <strong>Σ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>γ) από το Α στο Ο, <strong>Λ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>δ) από το Α στο Ο στο Α στο Ο στο Β στο Ο, <strong>Λ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>ε) από το Α στο Β στο Ο στο Α στο Ο στο Β. <strong>Λ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>3. Να χαρακτηρίσεις με Σ τις προτάσεις των οποίων το περιεχόμενό είναι επιστημονικά ορθό και με Λ αυτές που το περιεχόμενό τους είναι επιστημονικά λανθασμένο.</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>α. Κάθε ταλάντωσηείναι περιοδική κίνηση.<strong>Σ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>β. Όταν αυξάνεται η περίοδος μιας ταλάντωσης αυξάνεται και η συχνότητά της.<strong>Λ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>γ. Η μηχανική ενέργεια της ταλάντωσης διατηρείται σταθερή ανεξάρτητα από το ποιες δυνάμεις ασκούνται στο σώμα που ταλαντώνεται.<strong>Σ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>δ. Η περίοδος ενός απλού εκκρεμούς είναι ανεξάρτητη της μάζας και του πλάτους της ταλάντωσης, εφόσοναυτό είναι μικρό.<strong>Σ</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:heading --> <h2>Εφάρμοσε τις γνώσεις και γράψε τεκμηριωμένες απαντήσεις στις ερωτήσεις που ακολουθούν:</h2> <!-- /wp:heading --> <!-- wp:paragraph --> <p></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>4. Στη διπλανή εικόνα εικονίζονται δύο παιδιά που κάνουν κούνια. Σε ποια θέση το κάθε παιδί έχει: </strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>α) Τη μέγιστη δυναμική ενέργεια και σε ποια τημέγιστη κινητική; </strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Τη μέγιστη δυναμική ενέργεια την αποκτά το παιδί στις ακραίες θέσεις όπου η κούνια έχει το μέγιστο ύψος. Τη μέγιστη κινητική ενέργεια την έχει το παιδί καθώς διέρχεται από τη θέση ισορροπίας, που βρίσκεται ανάμεσα από τις ακραίες θέσεις στο κατώτατο ύψος της κούνιας.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>β) Τη μέγιστη ταχύτητα; </strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Τη μέγιστη ταχύτητα την έχει στη θέση ισορροπίας, αφού εκεί είναι μέγιστη η κινητική ενέργεια.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>Να δικαιολογήσεις τις απαντήσεις σου.</strong> </p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>Μπορείς να εξηγήσεις το γεγονός ότι η αιώρηση τελικά σταματά;</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Η ταλάντωση φθίνει λόγω των τριβών και των αντιστάσεων που δημιουργούνται από τον αέρα.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>5. Ένας ερευνητής από τον Ισημερινό πρόκειται να εγκατασταθεί σε μια επιστημονική βάση στην Ανταρκτική προκειμένου να μελετήσει μια σειρά από φαινόμενα που αφορούν την τήξη των πάγων. Μαζί του μεταφέρει κι ένα ρολόι εκκρεμές, δώρο της γιαγιάς του, το οποίο είναι ρυθμισμένο έτσι ώστε η ράβδος του να εκτελεί 1 πλήρη ταλάντωση σε 1 s. Στις παρακάτω ερωτήσεις να κυκλώσεις το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Όταν ο ερευνητής φτάνει στη βάση</strong>.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>α) πρέπει να ρυθμίσει το ρολόι γιατί πηγαίνει μπροστά, </p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>β) πρέπει να ρυθμίσει το ρολόι γιατί πηγαίνει πίσω, </p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>γ) λόγω της πολύ χαμηλής θερμοκρασίας το ρολόι δεν λειτουργεί, </p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>δ) το ρολόι δεν χρειάζεται καμία ρύθμιση.</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>Να αιτιολογήσεις την επιλογή σου, λαμβάνοντας υπόψη ότι το μήκος της ράβδου του ρολογιού παραμένει σταθερό.</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Το ρολόι δε χρειάζεται καμία ρύθμιση γιατί η περίοδος ενός εκκρεμούς ρολογιού εξαρτάται από τον τόπο στον οποίο βρίσκεται. Άρα το ρολόι δεν έχει καμία βλάβη, απλώς η περίοδος της ταλάντωσης του ρολογιού είναι στους πόλους μικρότερη απ ‘ότι στον Ισημερινό. Αυτό έχει να κάνει με την επιτάχυνση της βαρύτητας που επηρεάζει την περίοδο του εκκρεμούς. Όσο περισσότερο μεγαλώνει η επιτάχυνση της βαρύτητας (έχει μεγαλύτερη τιμή στους πόλους) τόσο θα μικραίνει η περίοδος ταλάντωσης ενός εκκρεμούς.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>6. Ποιες δυνάμεις ασκούνται στο σφαιρίδιο ενός απλού εκκρεμούς; Γιατί όταν απομακρύνουμε το εκκρεμές από τη θέση ισορροπίας τείνει να επανέλθει σε αυτή;</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Στο σφαιρίδιο του εκκρεμούς ασκείται η τάση Τ του νήματος και το βάρος του w. Επειδή η συνισταμένη αυτή δύναμη έχει πάντα κατεύθυνση προς τη θέση ισορροπίας, το εκκρεμές τείνει να επανέλθει προς αυτήν.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>7. Πώς μεταβάλλεται η περίοδος ενός εκκρεμούς όταν: </strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>α) αυξηθεί το μήκος του εκκρεμούς; </strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Αν αυξηθεί το μήκος του εκκρεμούς, η περίοδος θα αυξηθεί.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>β) αν ελαττωθεί το πλάτος της ταλάντωσής του; </strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Αν ελαττωθει το πλάτος της ταλάντωσης του εκκρεμούς, η περίοδος θα παραμείνει σταθερή (για γωνία εκτροπής μικρότερη των 10°).</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>γ) αυξηθεί η μάζα του;</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Αν αυξηθεί η μάζα του εκκρεμούς, η περίοδός του δε θα αλλάξει, καθώς δεν εξαρτάται από τη μάζα.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>8. Να περιγράψεις τις μετατροπές ενέργειας που συμβαίνουν σ’ ένα απλό εκκρεμές σε μια περίοδο αν αγνοηθούν η τριβή και η αντίσταση του αέρα.</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Έστω ότι το σώμα ξεκινά από τη θέση ισορροπίας. Καθώς απομακρύνεται από τη θέση ισορροπίας και πλησιάζει προς τη μία ακραία θέση, αυξάνεται η δυναμική του ενέργεια ενώ παράλληλα μειώνεται η κινητική του ενέργρια. Στην ακραία θέση ακινητοποιείται στιγμιαία, η κινητική ενέργεια μηδενίζεται αλλά έχει τη μέγιστη δυναμική ενέργεια. Καθώς το εκκρεμές επιστρέφει προς τη θέση ισορροπίας, η δυναμική ενέργεια ελλατώνεται και ταυτόχρονα αυξάνεται η κινητική ενέργεια. Το εκκρεμές πλέον κινείται προς την άλλη ακραία του θέση οπότε και πάλι αυξάνεται η δυναμική του ενέργεια ενώ παράλληλα μειώνεται η κινητική του ενέργρια. Τέλος το σώμα επιστρέφει στη θέση ισορροπίας και η δυναμική ενέργεια ελλατώνεται ενώ ταυτόχρονα αυξάνεται η κινητική ενέργεια.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>9. Στην εικόνα 4.9 σελ. 92 σε ποιες θέσεις το εκκρεμές έχει:</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>α. μέγιστη δυναμική ενέργεια;</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Στις ακραίες θέσεις Β και Γ.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>β. μέγιστη κινητική ενέργεια;</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Στη θέση ισορροπίας.</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>γ. μηδενική δυναμική ενέργεια;</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Στη θέση ισορροπίας</p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p><strong>δ. μηδενική κινητική ενέργεια;</strong></p> <!-- /wp:paragraph --> <!-- wp:paragraph --> <p>Στις ακραίες θέσεις Β και Γ.</p> <!-- /wp:paragraph -->