فلاخن
اشارهآنچه با عنوان «چكيده» در اول مسابقهها و زنگ تفريحها مشاهده ميكنيد صرفاً مخصوص معلمان، مربيان، كارشناسان محترم آموزشي و ساير علاقهمندان است.چكيدهاهداف آموزشي اهداف آموزشي در حوزهي شناختي – دانش - «دانش امور جزوي» > «دانش واقعيتهاي مشخص» - «دانش امور جزوی» > «دانش روش ها یا روش شناسی» اهداف آموزشي در حوزهي شناختي - تواناييها و مهارتهاي ذهني - «فهميدن» > «ترجمه» > «تفسير» - «فهميدن» > «ترجمه» > «برونيابي» - «فهميدن» > «ترجمه» > «درونيابي» - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحليل» > «تحليل عناصر» - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحلیل» > «روابط» - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحليل» > «تحليل اصول سازماني» نتايج مورد نظر - اصل بقای انرژی - تکانه ی خطی - تحلیل برداری محتواي آموزشي (سرفصلهاي المپياد جهاني) - بردارها - اصل بقای انرژی - تحلیل برداری
اشاره
يك فلاخن از يك طنابكسشان طبيعي به طول 2a و كشش α بين دو نقطهي ثابت در دوانتهاي فلاخن تشكيل شده كه با همان فاصلهي 2a از يكديگر فاصله دارند. سنگي به جرم m در وسط اين فلاخن قرار داده و آن را به اندازهي 3a/4 كشيده و سپس آن را رها ميكنيم. سرعت سنگ رها شده را بهدست آوريد.
جواب
در اينجا چون شرايط اوليه و نهايي را داريم بنابراين هيچ معادلهي حركتي بهدست نميآوريم؛ به جاي معادلهي حركت از شرايط مرزي انرژي استفاده ميكنيم.
شرايط اوليه:
در اين حالت سنگ در حالت سكون بوده و انرژي جنبشي صفر است. مسألهي اصلي پيدا كردن انرژي داخلي طناب كشيده شدهي كشسان است. در حالت اوليه المان طول ايناست:رابطهي (1)
بنابراين كشش آن يك چهارم طول كش a است. كش فلاخن α بوده در حالي كه كشش المان 2α است. (اگر كل فلاخن و المان تنش يكساني داشتند، كشش فلاخن دوبرابر كش المان ميشد.) بنابراين انرژي اوليه المان برابر است با:رابطهي (2)
انرژي كُل E چنين ميشود:رابطهي (3)
كه عبارت غير صفر، همان انرژي داخلي فلاخن است.
حالت نهايي: در حالت نهايي سنگ با سرعت نامعلوم v در حال حركت است و در نتيجه انرژي جنبشي آن خواهد بود. در حالت نهايي هر المان فلاخن كشش طبيعي خود را داشته، و بنابراين انرژي كُل صفر است. انرژي كُل E:رابطهي (4)
تا هنگامي كه انرژي كُل پايستار است، مقدارهاي اوليه و نهايي انرژي برابر هستند. در نتيجه:رابطهي (5)
و سرعت سنگ پرتاب شده چنين بهدست ميآيد:رابطهي (6)