Ασκήσεις φυσικής γ λυκείου

Ομογενής ράβδος ΑΒ, βάρους w=80N και μήκους L=6m , ισορροπεί σε οριζόντια θέση, όπως φαίνεται στο σχήμα. Στο άκρο Β της ράβδου έχει τοποθετηθεί σημειακή μάζα m1=2kg και στο άκρο Α έχει δεθεί μέσω αβαρούς, μη εκτατού νήματος, σώμα μάζας m2=1kg , το οποίο είναι δεμένο σε κατακόρυφο ιδανικό ελατήριο σταθεράς k=400N/m . Η ράβδος μπορεί να περιστρέφεται γύρω από άξονα που διέρχεται από το σημείο Ο και είναι κάθετος στη ράβδο. Η απόσταση του σημείου Ο από το άκρο Β της ράβδου είναι d=4m.
α) Να υπολογίσετε την τάση του νήματος
β) Κάποια χρονική στιγμή, που θεωρείται t=0, κόβουμε το νήμα, οπότε η ράβδος ξεκινά να περιστρέφεται και η μάζα m2 να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Να βρείτε το ρυθμό μεταβολής της στροφορμής της ράβδου εκείνη τη χρονική στιγμή
γ) Να υπολογίσετε τη στροφορμή της ράβδου, όταν έχει στραφεί κατά 30º
δ) Ποια είναι η δυναμική ενέργεια του ελατηρίου και ποια της ταλάντωσης τη στιγμή που κόβουμε το νήμα;
Δίνεται ότι η ροπή αδράνειας της ράβδου ως προς άξονα περιστροφής που διέρχεται από το μέσο της και είναι κάθετος στη ράβδο είναι Icm=1/12ML² και η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι g=10m/s².