ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΕΙΡΜΟΣ

Transcript

1 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 8 Ε_3.ΦλΘ(α) ΤΑΞΗ: Β ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ Ημερομηνία: Τετάρτη Απριλίου 8 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΘΕΜΑ Α ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΗ Α Α Α3 Α4 Α5 ΑΠΑΝΤΗΣΗ β α γ δ α. Σωστό ΘΕΜΑ Β β. Λάθος γ. Λάθος δ. Σωστό ε. Σωστό Β. Σωστ απάντηση είναι η α. Σχεδιάζουμε τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω στο έμβολο. Λόγω ισορροπίας του εμβόλου και με εφαρμογ του ου νόμου του Νεύτωνα έχουμε: w + F F = αερ Σ F= w + F + F = F p= Α αερ w + F =Fαερ w + p A=p A w + p =p A ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: ΑΠΟ 6

2 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 8 Ε_3.ΦλΘ(α) Από την τελευταία σχέση προκύπτει ότι η πίεση του αερίου εξαρτάται από το βάρος, το εμβαδόν διατομς του εμβόλου και την ατμοσφαιρικ πίεση. Όλα τα προηγούμενα μεγέθη είναι ίδια για τα δύο δοχεία. Επομένως οι πιέσεις των pk ιδανικών αερίων στα δυο δοχεία είναι ίσες και ο λόγος τους είναι =. p Λ Β. Σωστ απάντηση είναι η β. Εφαρμόζουμε την καταστατικ εξίσωση για κάθε αέριο και στην συνέχεια διαιρούμε κατά μέλη τις εξισώσεις. nλ pkvk = nκrt VΚ ( ) V = Κ = pλvλ = nλrt VΛ nλ VΛ Β. Σωστ απάντηση είναι η α. Γνωρίζουμε ότι σε κάθε κυκλικ αντιστρεπτ μεταβολ ιδανικού αερίου η μεταβολ της εσωτερικς ενέργειας του είναι μηδέν ( U= ). Με εφαρμογ του ου Θερμοδυναμικού νόμου για την αντιστρεπτ κυκλικ μεταβολ προκύπτει: Q = U+ W Q = W Όπως γνωρίζουμε η αριθμητικ τιμ του εμβαδού σε διάγραμμα p-v ισούται με το έργο που παράγεται από το ιδανικό αέριο. ( Β+β) υ (,5V V+ V,5V )(p p ) Q= W Q = Ε τραπεζίου Q = Q = Q= pv Β3. Σωστ απάντηση είναι η γ. Εφαρμόζοντας το γενικευμένο ο νόμο του Νεύτωνα σε κάθε σώμα προκύπτει: p p p p = ΣF x = F= p=f t t t t t = Επειδ η δύναμη και ο χρόνος έχουν την ίδια τιμ για τα δύο σώματα προκύπτει: p = p ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: ΑΠΟ 6

3 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 8 Ε_3.ΦλΘ(α) ΘΕΜΑ Γ Γ. Το φορτίο εισέρχεται με ταχύτητα κάθετη στις δυναμικές γραμμές του ηλεκτρικού πεδίου, με αποτέλεσμα να δεχτεί ηλεκτρικ δύναμη κάθετη ως προς την ταχύτητα εισόδου. Επομένως,θα εκτελέσει σύνθετη κίνηση με παραβολικ τροχιά. Για την μελέτη της κίνησης του φορτίου θα εφαρμόσουμε την αρχ της επαλληλίας: Στον άξονα x'x(άξονας αρχικς ταχύτητας) θα ισχύει: Σ Fx =, επομένως το φορτίο θα εκτελέσει ευθύγραμμη ομαλ κίνηση, άρα θα έχουμε: Στον άξονα ' θα ισχύει: x =υ t () Σ F= m α F = ηλ m α () Η δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου θα υπολογιστεί από την σχέση: V 4 d οπότε η επιτάχυνση του φορτίου θα είναι ίση με: 6 Fηλ = E q = q = = N Fηλ m () α = = = m s Επιπλέον, για τον άξονα ' θα έχουμε ότι: Για το μέτρο της ταχύτητας: υ =α t (3), ενώ για την κατακόρυφη απόκλιση: = α t (4) F N ηλ =, m α = s Γ. Εφόσον γνωρίζουμε ότι το φορτίο εισέρχεται από το μέσον της απόστασης d των πλακών και ότι μόλις που εξέρχεται από το πεδίο, ο χρόνος εξόδου μπορεί να υπολογιστεί από την σχέση (4): = α t d = α tεξ = tεξ t = 6 εξ s Γ3. Από την στιγμ που υπολογίσαμε τον χρόνο εξόδου του φορτίου από το πεδίο, το μκος L των πλακών θα βρεθεί από την σχέση (): () L =υ t εξ 5 6 L = L = m. ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 3 ΑΠΟ 6

4 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 8 Ε_3.ΦλΘ(α) Γ4. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ σημείου εισόδου και εξόδου μπορεί να υπολογιστεί με δυο τρόπους: ος τρόπος: Με εφαρμογ της σχέσης για την ένταση στο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έχουμε: Vεισ E = d Vεισ = E 4 Vεισ = = V ος τρόπος: Με εφαρμογ του Θ.Μ.Κ.Ε μεταξύ σημείου εισόδου και εξόδου: Το μέτρο της ταχύτητας εξόδου θα είναι ίσο με: υ= υ +υ Εφαρμόζοντας Θ.Μ.Κ.Ε θα έχουμε: υ= υ +α t εξ υ= 4 s 4 m m( υ υ) Kτελ Kαρχ = W F m υ m υ = q (Vεισ V εξ) Vεισ = q 8 8 (4 ) Vεισ = V 6 εισ = V ΘΕΜΑ Δ Δ. Εφαρμόζουμε αρχ διατρηση μηχανικς ενέργειας για την κίνηση του σώματος Σ από το σημείο Κ που αφέθηκε μέχρι το κατώτερο σημείο Λ αφού η μόνη δύναμη που παράγει έργο είναι το βάρος. Ορίζουμε επίπεδο βαρυτικς ενέργειας μηδέν το οριζόντιο επίπεδο που περνάει από το κατώτερο σημείο Λ. EM, αρχ =ΕΜ, τελ Κ αρχ + Uαρχ =Κ τελ + Uτελ + m g R = m υ + υ = gr υ = m / s. Το σώμα εκτελεί κυκλικ κίνηση και επομένως η συνιστάμενη των δυνάμεων που του ασκούνται στην ακτινικ διεύθυνση στο σημείο Λ παίζει το ρόλο της κεντρομόλου δύναμης, επομένως έχουμε: FK F ά N w m υ m F m =Σ ακτινικ = υ Κ = ακ N w = N= m g+ N = 3 N R R ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 4 ΑΠΟ 6

5 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 8 Ε_3.ΦλΘ(α) Δ. Εφαρμόζουμε το Θεώρημα έργου ενέργειας για την κίνηση του σώματος Σ από τη θέση Λ μέχρι τη θέση Π ακριβώς πριν τη κρούση με το σώμα Σ. Η μόνη δύναμη που εκτελεί έργο είναι η τριβ ολίσθησης: Για την κίνηση του σώματος Σ πάνω στο επίπεδο, στην κατακόρυφη διεύθυνση ισχύει ο ος νόμος του Νεύτωνα: ΣF = N= w N= m g N = N. W = K K T τελ αρχ Ts = m υ m υ µ Ν s= m υ m υ 64 =υ υ = 6m/s. Κατά την κρούση των σωμάτων Σ και Σ, το σύστημα είναι μονωμένο και επομένως εφαρμόζουμε την αρχ διατρησης τη ορμς, θεωρώντας ως θετικ φορά την προς τα δεξιά. Α.Δ.Ο.: pαρχ. συσ = p. τελ συσ m υ m υ = (m+ m ) υ υ = m + m υ = m/s ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 5 ΑΠΟ 6

6 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 8 Ε_3.ΦλΘ(α) Δ3. Η μεταβολ της ορμς του σώματος Σ είναι: p = p p p = m υ m υ, τελ, αρχ p = 4 kg m / s Το μείον δηλώνει ότι η φορά της μεταβολς της ορμς του Σ είναι προς τα αριστερά. Δ4. ος τρόπος: Στην κίνηση του συσσωματώματος μετά την κρούση, η μοναδικ δύναμη που παράγει έργο είναι η συντηρητικ βαρυτικ δύναμη. Επομένως από το Θεώρημα έργου ενέργειας έχουμε: W = K K w τελ αρχ K (m m ) g (m m ) g = + + () Η διάρκεια του ου δευτερολέπτου είναι από t = s έως t = s. Επομένως υπολογίζουμε της κατακόρυφες μετατοπίσεις: = g t = 5m () = g t = m (3) Από τις σχέσεις (), (), (3) έχουμε: K = ( + ) ( + ) 5 K = 45 J ος τρόπος: Η διάρκεια του ου δευτερολέπτου είναι από t = s έως t = s. Υπολογίζουμε το μέτρο της ταχύτητας του συσσωματώματος για τις προηγούμενες χρονικές στιγμές. υ = m/s υ= υ +υ υ= υ + (g t ) υ = 4 m / s, x υ = m/s υ = υ +υ υ= υ + (g t ) υ = x 44 m / s Επομένως η μεταβολ της κινητικς ενέργειας είναι: K = (m + m ) υ (m+ m ) υ K = 45 J ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 6 ΑΠΟ 6