Tömegpont dinamikája » Két test mozgása rúd körül

Média

Filmek

Ket_test_mozgása_rúd_körűl Ket_test_mozgása_rúd_körűl

Jelenség leírása

A rendszer indítása után a nagyobb test először szabadesésszerűen kezd el mozogni, majd lelassul, végül megáll. A kisebb test látványosan feltekeredik a vízszintes rúdra.

Összeállítás

A fonál egyik végére a kisebb, a másik végére a nagyobb testet rögzítsük. A vízszintes helyzetű fonalat úgy helyezzük el a rúd fölé, hogy a rúd a nagyobb testhez legyen közel, és a rendszert a kisebb tömegnél fogva tartsuk. Tehát legyen a fonál vízszintes, illetve a nagyobb test lógjon függőlegesen a rúdon átvetett fonálon. Engedjük el a kisebb testet, és figyeljük meg a rendszer mozgását.

Eszközök

Állvány (vízszintes rúddal), egy nagyobb és egy kisebb tömegű test., fonál

Magyarázat

118. Két test mozgása rúd körül

A két testet fonál köti össze. Az egyik test nagy tömegû, a másik pedig kicsi. A rendszert az ábrán látható módon indítjuk el, kezdetben a fonál vízszintes, és a fonál alatt, a nagy test közelében egy rúd található. Azt várjuk, hogy a nagy test magával rántja a kicsit, és a rendszer elhagyja a rudat. Ezzel szemben azt figyelhetjük meg, hogy a kis test körbejárja a rudat, meglehetõsen hamar lefékezi a nagy testet, majd a fonál a kis testtel feltekeredik a rúdra.

Amikor a rendszert elindítjuk, a nagy tömegû test közel nehézségi gyorsulással kezd esni. Talán meglepõ, hogy a kis test gyorsulása nagyobb g-nél. Ennek oka az, hogy a kis testre nemcsak a fonál (ami kezdetben vízszintes), hanem a nehézségi erõ is hat, ezért a kis test közelítõleg 45o-os szögben indul el lefelé. Ez azt eredményezi, hogy a kis test kezd feltekeredni a rúdra. Sebességét felbonthatjuk fonálirányú és fonálra merõleges összetevõkre. A fonálra merõleges sebesség gyorsan növekszik, a kis test frac{v^2}{r} centripetális gyorsulása nemcsak a sebesség növekedése miatt, hanem a sugár csökkenése miatt is rohamosan nõ, ami a fonálerõ növekedését eredményezi.

A megnövekedett fonálerõ lefékezi, majd megállítja a nagy testet. A filmen, a lassított felvételen megfigyelhetõ, hogy a nagy test megállása nagyjából akkor következik be, amikor a kis test 180o-ot fordult a rúd körül, vagyis ekkor a fonál még csak 270o-ban tekeredik a rúdra (hiszen a nagy test oldalán a fonál végig függõleges). Azonban már ekkora körbetekeredés is elegendõ ahhoz, hogy annyira megnövelje a kötélsúrlódást, hogy a továbbiakban megakadályozza a nagy test mozgását. Tehát ezután a nagy test mozdulatlan marad, és a kis test teljesen feltekeredik a rúdra.


Szerzők

  • Baranyai Klára
  • Honyek Gyula

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Fizika, középiskolai tankönyvsorozat a Műszaki Kiadó gondozásában Szerzők: Gulyás János, Honyek Gyula, Markovits Tibor, Szalóki Dezső, Tomcsányi Péter, Varga Antal
  URI STRING  
/show/118/F-B-C
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
612,512 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0007
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0124
Total Execution Time  0.0132
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0011   INSERT INTO `sessions` (`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('c3baa7c39c8ad6730890d98deefe02af', '18.217.208.220', 'Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko;', 1732735312) 
0.0008   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM (`categories`) 
0.0013   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '118' 
0.0006   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywords` ON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '118' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categories` ON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '118' 
0.0004   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '118' 
0.0004   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '118' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authors` ON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '118' 
0.0006   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_type` ON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mda` ON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '118'