Απαντήσεις-Λύσεις

λυμένες ασκήσεις & θέματα φυσικής για μαθητές λυκείου
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα Ευθύγραμμη Ομαλή Κίνηση. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων


Από τη γραφική παράσταση καταλαβαίνουμε ότι τα αυτοκίνητα κινούνται με αντίθετη φορά, πλησιάζοντας το ένα το άλλο, όπως φαίνεται και στο διπλανό σχήμα. Η κίνηση που εκτελούν είναι ευθύγραμμη ομαλή.

(α) Από τη γραγική παράσταση, και πιο συγκεκριμένα από τις κλίσεις των δύο ευθειών (γωνίες ω και θ αντίστοιχα). Είναι λοιπόν:
υΑ=εφω=(0-50)m/(10s) ή υΑ=-5m/s
και
υΒ=εφθ=[25-(-25)]m/(10s) ή υΒ=5m/s
'Aρα τα δύο αυτοκίνητα κινούνται με ταχύτητες ίσου μέτρου, ίδιας διεύθυνσης και αντίθετης φοράς.

(β) Από το διάγραμμα φαίνεται πως το αυτοκίνητο Α διανύει σε χρόνο t=10s διάστημα 50m, όσο ακριβώς και το αυτοκίνητο Β.

(γ) Τα δύο αυτοκίνητα θα συναντηθούν όταν xA=xB (1)
Για το αυτοκίνητο Α ισχύει:
xA=x0Αt ή xA=50-5t (2)
Για το αυτοκίνητο Β ισχύει:
xB=x0Βt ή xB=-25+5t (3)
Aπό τις (1), (2) και (3) έχουμε:
50-5t=-25+5t ή
10t=75 ή
t=7,5s

(α) 'Εστω ότι το πρώτο φανάρι βρίσκεται στο σημείο Α και το δεύτερο φανάρι βρίσκεται στο σημείο Β. Τα δύο αυτοκίνητα εκτελούν ευθύγραμμη ομαλή κίνηση και έστω ότι περνούν από το φανάρι Α τη χρονική στιγμή t=0. Το πρώτο αυτοκίνητο περνά από το φανάρι Β τη χρονική στιγμή t1, επομένως το δεύτερο αυτοκίνητο θα περάσει από το φανάρι Β τη χρονική στιγμή t2=t1+10. Για την απόσταση d που διανύουν τα δύο αυτοκίνητα θα ισχύει:
Για το πρώτο:
d=υ1t1 (1)
Για το δεύτερο: 
d=υ2t2 (2)
Εξισώνοντας τις (1) και (2) έχουμε:
υ1t12t2 ή
υ1t12(t1+10) ή
30t1=10(t1+10) ή
t1=5s
Επομένως το δεύτερο αυτοκίνητο χρειάζεται χρόνο t2=5+10=15s για να περάσει από το φανάρι Β.
(β) Από τη σχέση (1) με αντικατάσταση έχουμε:
d=150m
(γ) Τα διαγράμματα ταχύτητας χρόνου φαίνονται στο παρ
ακάτω διάγραμμα:

(α) 'Εστω ότι τα δύο κινητά θα συναντηθούν στο σημείο Γ τη χρονική στιγμή t, το οποίο απέχει απόσταση x από το σημείο Α. Τα δύο κινητά εκτελούν ευθύγραμμη ομαλή κίνηση.Θεωρούμε θετική φορά κίνησης προς τα δεξιά, όπως φαίνεται στο σχήμα, οπότε για τα δύο κινητά έχουμε:
υΑ=x/t (1) και υΒ=(d-x)/t (2)
Διαιρώντας κατά μέλη τις (1) και (2) έχουμε:
υΑΒ=x/(d-x) ή
x=υΑ·d/(υΑΒ) (3)
Πριν αντικαταστήσουμε τα μεγέθη στη σχέση (3), πρέπει πρώτα να μετατρέψουμε τις ταχύτητες από km/h σε m/s. (δείτε εδώ τον τρόπο). Προκύπτει λοιπόν ότι υΑ=15m/s και υΒ=20m/s.
Από την (3) με αντικατάσταση έχουμε:
x=300m
Δηλαδή τα δύο αυτοκίνητα θα συναντηθούν σε απόσταση 300m από το σημείο Α.
(β) Από τη σχέση (1) για x=300m λύνοντας ως προς χρόνο έχουμε:
t=x/υΑ ή
t=20s
(γ) Οι γραφικές παραστάσεις ταχύτητας-χρόνου και μετατόπισης-χρόνου φαίνονται στα παρακάτω διαγράμματα.