Τεστ στο Στερεό (Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο)

Μια οριζόντια ράβδος έχει τη δυνατότητα να στρέφεται γύρω από κατακόρυφο άξονα \[z'z\] ο οποίος διέρχεται από το ένα άκρο της. Σε ποια από τις περιπτώσεις που περιγράφονται στα παρακάτω σχήματα η ροπή της δύναμης \[\vec{F}\] μπορεί να περιστρέψει τη ράβδο γύρω από τον άξονα \[z’z\];

Ο ομογενής τροχός ακτίνας \[R\] του παρακάτω σχήματος κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει σε οριζόντιο έδαφος. Απ’ τη χρονική στιγμή \[0\] ως τη στιγμή \[t_1\] το cm έχει διανύσει απόσταση \[x_1\] και ο τροχός έχει στραφεί κατά γωνία \[Δθ_1\]. Τη στιγμή \[t_1\] ο τροχός έχει ταχύτητα μεταφορικής κίνησης μέτρου \[υ_{1_{cm} }\], επιτάχυνση μέτρου \[α_{1_{cm} }\] ενώ ταυτόχρονα έχει γωνιακή ταχύτητα \[ω_1\] και γωνιακή επιτάχυνση μέτρου \[α_{γων_1 }\] ενώ η γραμμική ταχύτητα του σημείου Ζ την ίδια στιγμή έχει μέτρο \[υ_{γρ_{1_Ζ }}\] και επιτρόχια επιτάχυνση λόγω της στροφικής κίνησης του τροχού \[α_{επ_{1_Ζ }}\]. Ποιες απ’ τις παρακάτω σχέσεις είναι σωστές;

Οι δίσκοι (1) και (2) συνδέονται με ιμάντα και ο καθένας μπορεί να στρέφεται γύρω από σταθερό άξονα που είναι κάθετος στο επίπεδο των βάσεών τους. Ο ιμάντας δεν ολισθαίνει στις περιφέρειές τους. Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές;

Τροχός στρέφεται γύρω από σταθερό άξονα περιστροφής που είναι κάθετος στις βάσεις του και η γωνιακή του ταχύτητα μεταβάλλεται με σταθερό ρυθμό. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η \[\vec{α}_{γων}\] του τροχού:

Στο παρακάτω σχήμα ο ομογενής δίσκος ακτίνας \[R\] κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει, ενώ στο ανώτερο άκρο της περιφέρειάς του έχουμε ακουμπήσει λεπτή σανίδα που μεταφέρεται με κατάλληλο μηχανισμό ώστε να μην ολισθαίνει πάνω στο δίσκο και να μένει συνεχώς οριζόντια.

Στο παρακάτω σχήμα η διπλή τροχαλία αποτελείται από δύο κατακόρυφους ομογενείς και ομόκεντρους δίσκους κέντρου Κ που μπορεί να στρέφεται γύρω από σταθερό οριζόντιο άξονα κάθετο στο επίπεδο των δύο δίσκων που διέρχεται απ’ το κοινό κέντρο Κ χωρίς τριβές και έχουν ακτίνες \[R_1 \, , \, R_2=\frac{R_1}{2}\]. Το ελατήριο είναι ιδανικό, έχει σταθερά \[k\] και επιμήκυνση \[Δ\ell\] ενώ η ράβδος έχει μήκος \[\ell\], βάρος \[w_ρ\] και είναι αρθρωμένη στο άκρο της Α και μπορεί να στρέφεται γύρω απ’ την άρθρωση αυτή σε κατακόρυφο επίπεδο χωρίς τριβές. Το σώμα Σ έχει βάρος \[w_Σ\]. Το σύστημα όλων των παραπάνω σωμάτων ισορροπεί. Για τη γωνία \[φ\] δίνεται \[ημφ=0,6\, ,\, συνφ=0,8\]. Η απόσταση ΑΔ είναι \[ΑΔ=\frac{2\ell}{3}\]. Για τα βάρη \[w_Σ\, ,\, w_ρ\] ισχύει:

Στη ράβδο ΟΑ του σχήματος ασκούνται τέσσερις ομοεπίπεδες δυνάμεις του ίδιου μέτρου. Η ράβδος μπορεί να στρέφεται γύρω από άξονα που διέρχεται από το άκρο της Ο και είναι κάθετος στο επίπεδο των δυνάμεων. Η δύναμη που η ροπή της ως προς το Ο έχει μεγαλύτερο μέτρο είναι

Στην περιφέρεια του δίσκου του παρακάτω σχήματος έχουμε τυλίξει σε πολλές στροφές αβαρές και μη εκτατό νήμα που δένουμε το ένα άκρο του σε ακλόνητο τοίχο. Αφήνουμε το δίσκο ελεύθερο και αυτός αρχίζει να κατέρχεται με σταθερή επιτάχυνση και ταυτόχρονα να στρέφεται έτσι ώστε το νήμα να μένει συνεχώς παράλληλο στο κεκλιμένο επίπεδο. Αν η ταχύτητα της μεταφορικής κίνησης του δίσκου κάποια στιγμή είναι \[υ_1\], τότε η ταχύτητα του σημείου επαφής του δίσκου με το κεκλιμένο επίπεδο είναι:

Στερεό εκτελεί στροφική κίνηση γύρω από σταθερό άξονα περιστροφής. Η μεταβολή της γωνιακής του ταχύτητας με το χρόνο δίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Οριζόντια ομογενής ράβδος, μήκους \[L\] και βάρους \[w\], ισορροπεί κρεμασμένη από την οροφή μέσω δυο δυναμόμετρων \[Δ_1\] και \[Δ_2\] όπως φαίνεται στο σχήμα. Αν \[F_1\] είναι η ένδειξη του δυναμόμετρου \[Δ_1\] και \[F_2\] η ένδειξη του δυναμόμετρου \[Δ_2\], τότε η τιμή του λόγου \[\frac{F_1}{F_2}\] είναι

Ο ομογενής τροχός ακτίνας \[R\] του παρακάτω σχήματος κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει σε οριζόντιο δάπεδο. Η ταχύτητα του κέντρου μάζας του είναι σταθερή και έχει μέτρο \[υ_{cm}\]. Τη στιγμή που η επιβατική ακτίνα του σημείου Ζ της περιφέρειας σχηματίζει γωνία \[θ=60^0\] (βλ. σχήμα) με την κατακόρυφη διάμετρο του τροχού, το μέτρο της ταχύτητας του Ζ είναι:

Σε λεπτό ομογενή κύλινδρο κέντρου Κ έχουμε δημιουργήσει κυκλικό αυλάκι ίδιου κέντρου Κ και ακτίνας \[\frac{R}{2}\]. Γύρω απ’ το αυλάκι έχουμε τυλίξει μεγάλου μήκους νήμα. Η τροχαλία έχει ακτίνα \[r=\frac{R}{3}\] και μπορεί να στρέφεται γύρω από άξονα που είναι κάθετη στο επίπεδό της και περνά απ’ το κέντρο της. Την \[t=0\] αφήνουμε το σύστημα ελεύθερο και το σώμα Σ αρχίζει να κατέρχεται, ο κύλινδρος αρχίζει να κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει και η τροχαλία αρχίζει να περιστρέφεται. Οι επιταχύνσεις και οι γωνιακές επιταχύνσεις των σωμάτων μένουν σταθερές. Αν το μέτρο της επιτάχυνσης του κυλίνδρου είναι \[α_{cm}\] τότε το μέτρο της επιτάχυνσης \[α_Σ\] του σώματος Σ είναι:

Στερεό σώμα εκτελεί στροφική κίνηση γύρω από σταθερό άξονα περιστροφής. Θεωρούμε θετική φορά για τη στροφική κίνηση την αντίθετη απ’ τη φορά κίνησης των δεικτών του ρολογιού. Η γραφική παράσταση της συνάρτησης της γωνιακής ταχύτητας του στερεού με το χρόνο δίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές;

Ο ομογενής δίσκος του παρακάτω σχήματος στρέφεται γύρω από κατακόρυφο άξονα που είναι κάθετος στο επίπεδό του και περνά απ’ το κέντρο του. Στο σχήμα φαίνονται οι κατευθύνσεις της γωνιακής ταχύτητας του δίσκου και της επιτρόχιας επιτάχυνσης ενός σημείου Α της περιφέρειάς του. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστή;

Τροχός εκτελεί στροφική κίνηση γύρω από σταθερό άξονα περιστροφής. Η γραφική παράσταση της γωνιακής ταχύτητας του τροχού με το χρόνο δίνεται απ’ το παρακάτω διάγραμμα. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Στερεό σώμα την \[t=t_1\] έχει γωνιακή ταχύτητα \[ω_1\] και τη στιγμή αυτή το μέτρο της γωνιακής του ταχύτητας αρχίζει να αυξάνεται με σταθερό ρυθμό που έχει μέτρο \[α_{γων}\]. Τη χρονική στιγμή \[t_2=t_1+Δt\] η γωνιακή ταχύτητα του στερεού γίνεται \[ω_2\]. Η γωνία \[Δθ\] που έχει στραφεί το στερεό στο χρονικό διάστημα \[Δt\] είναι:

Ποια από τις τρεις δυνάμεις του σχήματος, οι οποίες έχουν το ίδιο μέτρο, έχει μεγαλύτερη ροπή ως προς το σημείο Ο;

Ο ομογενής λεπτός τροχός ακτίνας \[R\] του παρακάτω σχήματος κέντρου Ο κατέρχεται στρεφόμενος με τη βοήθεια μη εκτατού νήματος που το άκρο του Κ διατηρείται ακλόνητο. Το νήμα ξετυλίγεται απ’ την περιφέρεια του τροχού χωρίς να ολισθαίνει σ’ αυτόν. Τη στιγμή \[t_1\] το σημείο Γ που απέχει \[r=\frac{R}{2}\] απ’ το κέντρο του τροχού βρίσκεται στην οριζόντια διάμετρο ενώ το κέντρο μάζας του έχει ταχύτητα μέτρου \[υ_{cm}\]. Τη στιγμή \[t_1\] το μέτρο της ταχύτητας του σημείου Γ είναι:

Ο ομογενής τροχός ακτίνας \[R\] του παρακάτω σχήματος κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει σε οριζόντιο επίπεδο με σταθερή γωνιακή ταχύτητα \[\vec{ω}\] και το κέντρο μάζας του έχει σταθερή ταχύτητα \[\vec{υ}_{cm}\] ενώ ένα σημείο Ζ που απέχει \[r\] απ’ το κέντρο Κ του τροχού έχει γραμμική ταχύτητα \[\vec{υ}_{γρ_Ζ }\]. Σύμφωνα με την αρχή της επαλληλίας των κινήσεων η ταχύτητα του σημείου Ζ είναι:

Στερεό σώμα εκτελεί μεταφορική κίνηση. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Στερεό σώμα στρέφεται γύρω από σταθερό άξονα και η μεταβολή της γωνιακής ταχύτητας του σώματος με το χρόνο φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.

Ποια από τις επόμενες δυνάμεις που ασκούνται στον οριζόντιο δίσκο του σχήματος έχει μη μηδενική ροπή ως προς τον άξονα περιστροφής \[z'z\];

Η ράβδος ΟΑ του παρακάτω σχήματος στρέφεται γύρω από σταθερό κατακόρυφο άξονα κάθετο στη διεύθυνσή της που διέρχεται απ’ το άκρο της Ο με τη φορά που φαίνεται στο σχήμα.

Δίσκος εκτελεί στροφική κίνηση γύρω από σταθερό κατακόρυφο άξονα που είναι κάθετος στις βάσεις του και διέρχεται απ’ τα κέντρα τους. Η γωνία που διαγράφει ο δίσκος με το χρόνο δίνεται απ’ τη σχέση \[θ=10t\] (S.I.). Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Η ομογενής δοκός ΚΛ μήκους \[\ell\] του παρακάτω σχήματος έχει βάρος \[w_ρ\] και ακουμπά σε δύο σημειακά στηρίγματα Ζ, Θ για τα οποία ισχύει \[ΚΖ=ΘΛ=\frac{\ell}{3}\]. Στο άκρο της τοποθετούμε σημειακό αντικείμενο βάρους \[w\] και έτσι η δοκός μόλις που ισορροπεί. Οι σχέσεις των μέτρων των βαρών \[w_ρ\, ,\, w\] είναι:

Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνεται η μεταβολή της διαγραφόμενης γωνίας (γωνιακής μετατόπισης) με το χρόνο μιας ράβδου που στρέφεται γύρω από σταθερό άξονα περιστροφής. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Τροχός στρέφεται γύρω από σταθερό άξονα. Η γωνιακή ταχύτητα του τροχού μεταβάλλεται με το χρόνο όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Στην ομογενή ράβδο ΚΛ του παρακάτω σχήματος που βρίσκεται σε οριζόντιο δάπεδο ασκείται ένα ζεύγος δυνάμεων \[F_1\, ,\, F_2\] που η καθεμιά έχει μέτρο \[10\sqrt{3}\, N\]. Το μέτρο της ροπής του ζεύγους αυτής είναι \[30 \, N\cdot m\]. Το μήκος \[\ell\] της ράβδου είναι:

Στη ράβδο του σχήματος, η οποία έχει μήκος \[ \ell \], ασκείται δύναμη \[\vec{F}\]. Η ράβδος μπορεί να στρέφεται γύρω από άξονα που διέρχεται από το άκρο της Ο και είναι κάθετος στο επίπεδο της ράβδου και της δύναμης. Η ροπή της δύναμης \[\vec{F}\] ως προς το σημείο Ο είναι ίση με