Β Λυκείου 7 Απριλίου 2002

Transcript

1 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β Λυκείου 7 Απριλίου Θεωρητικό Μέρος Θέμα ο Α. Το 8 ο M. Faaday πρότεινε ότι από το νερό του Τάμεση θα μπορούσε να παραχθεί ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιώντας την διάταξη που φαίνεται στο διπλανό σχμα. Δυο αγώγιμες επίπεδες πλάκες με μκος αm και ύψος 5m τοποθετούνται στις απέναντι όχθες του ποταμού. Στη συγκεκριμένη τοποθεσία το πλάτος του ποταμού είναι l και η ταχύτητα ρος των υδάτων του είναι υm/s. Η κατακόρυφη συνιστώσα του γινου μαγνητικού πεδίου είναι Β -4 Τ. Η ειδικ αντίσταση του νερού του ποταμού ρω. m. Το νερό του Τάμεση είναι πλούσιο σε ιόντα εξαιτίας των αλάτων του. Θεωρστε κατά προσέγγιση, ότι η αντίσταση μιας πρισματικς στλης νερού υπολογίζεται όπως η αντίστοιχη ενός πρισματικού μεταλλικού αγωγού. α) Συνδέουμε αμπερόμετρο στη διάταξη, όπως φαίνεται στο διπλανό σχμα. Να βρεθεί η ένδειξ του. Οι αντιστάσεις των αγωγών σύνδεσης και του αμπερόμετρου θεωρούνται αμελητέες. β) Τοποθετούμε τη διάταξη σε τοποθεσία όπου το πλάτος του ποταμού είναι μικρότερο από l και κατόπιν σε τοποθεσία όπου το πλάτος του ποταμού είναι μεγαλύτερο από l. Οι δύο τοποθεσίες βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο και το βάθος του ποταμού είναι το ίδιο. Η ένδειξη του αμπερόμετρου σε κάθε περίπτωση θα αυξηθεί, θα μειωθεί θα παραμείνει η ίδια σε σχέση με την αρχικ; Εξηγστε πλρως την απάντησ σας. Συνοπτικές απαντσεις / λύσεις: α) Τα ιόντα που υπάρχουν στο νερό θα ωθούνται από τις δυνάμεις oenz στις αντίθετες όχθες του ποταμού ανάλογα με το φορτίο τους. Έτσι υπάρχει συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου στις επίπεδες πλάκες που είναι βυθισμένες. Η δεξιά πλάκα θα έχει θετικό ηλεκτρικό φορτίο και η αριστερ αρνητικό. Β' Λυκείου Σελίδα από l α l d Α α α Α α υ Ι + υ Β Β

2 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Αναπτύσσεται έτσι μια διαφορά δυναμικού V μεταξύ των πλακών και η συσσώρευση φορτίου σταματά όταν: F ηλ F > EqBυq > EBυ > l V Bυ > V B υ l Συνεπώς η ΗΕΔ από επαγωγ θα είναι: Ε επ V εφόσον δεν κυκλοφορεί ρεύμα. Συνδέοντας το ιδανικό αμπερόμετρο, η ΗΕΔ από επαγωγ παραμένει Ε επ Bυl και λόγω του ότι σχηματίζεται κλειστό κύκλωμα θα κυκλοφορεί επαγωγικό Bυl ρεύμα: Ιεπ (), όπου η αντίσταση του νερού που παρεμβάλλεται μεταξύ των πλακών. Έτσι: ρ S l. Όμως: Sα.. Οπότε: ρ l α Bυl B υ α Από τις (), () έχουμε: Ι επ. Άρα: Ιεπ l ρ ρ α 4 5 Αντικαθιστώντας έχουμε: Ι επ (mα) () () (Α) > Ι επ (Α) > Ι επ,5 β) Από τη σχέση () φαίνεται ότι η ένδειξη του αμπερόμετρου είναι ανεξάρτητη του πλάτους του ποταμού. Όμως στην περιοχ που το ποτάμι έχει μικρό πλάτος η ταχύτητα των υδάτων είναι μεγαλύτερη και έτσι η ένδειξη του αμπερόμετρου θα είναι επίσης μεγαλύτερη. Β. Στα σημεία Α και Β, που βρίσκονται στο κενό και απέχουν μεταξύ τους απόσταση m, έχουν τοποθετηθεί δύο φορτισμένα σωματίδια με ηλεκτρικά φορτία Q A Q και Q B - Q (Q>) αντίστοιχα. Θεωρούμε το επίπεδο Π που διέρχεται από το σημείο Β και είναι κάθετο στο ευθύγραμμο τμμα ΑΒ. α. Να καθορίσετε τα σημεία του επιπέδου Π (εκτός αυτών που βρίσκονται σε «άπειρη» απόσταση), στα οποία το δυναμικό του ηλεκτρικού πεδίου των Q A, Q B είναι ίσο με μηδέν. β. Αν αφσουμε ένα αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο (Σ) σε ένα από τα προηγούμενα σημεία μηδενικού δυναμικού (q < ) να δείξετε ότι το σωματίδιο θα κινηθεί. γ. Κατά την κίνηση που θα κάνει το σωματίδιο Σ του προηγούμενου ερωτματος, θα διαγράψει μια τροχιά μέσα στο πεδίο των Q A, Q B. Ένα σημείο αυτς της τροχιάς, απέχει κατά και από τα Α και Β αντίστοιχα. Να δείξετε ότι όποιο κι αν είναι το σημείο της τροχιάς θα ισχύει Β' Λυκείου Σελίδα από

3 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Συνοπτικές απαντσεις / λύσεις: Γ V Γ k Q A + k Q B > k Q - k Q > >k Q k Q >. όμως + > + 9 > 8 Α Q A Q m m Β Q Β -Q Τα σημεία τα οποία ζητάμε σχηματίζουν κύκλο ακτίνας μέτρου με κέντρο το Q B Το φορτίο q θα κινηθεί επειδ η συνισταμένη δύναμη θα είναι διάφορη του μηδενός. Αρχικά U k και Ε ΑΡΧ.ΜΗΧ. Σε κάθε θέση της τροχιάς : Ε ΜΗΧ Ε ΑΡΧ.ΜΗΧ. U' + k' >U' - k' > > k' m u > U' k Q A q + k Q B q Qq Qq k - k k Qq k Qq και q < q q Θέμα ο Κατακόρυφο κυλινδρικό δοχείο διατομς Α - m περιέχει ιδανικό αέριο με γ,5 και κλείνεται στο πάνω μέρος του με έμβολο μάζας m,5kg, το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές. Το έμβολο ισορροπεί σε ύψος H6cm από τη βάση του δοχείου. Τα τοιχώματα του δοχείου και το έμβολο είναι θερμομονωτικά. Κάποια στιγμ ένας άνθρωπος αρχίζει να ασκεί στο έμβολο σταθερ κατακόρυφη δύναμη F9N, με φορά προς τα κάτω. Να βρεθούν: α) Η επιτάχυνση του εμβόλου τη στιγμ κατά την οποία αρχίζει να ασκείται η δύναμη F. Β' Λυκείου Σελίδα από

4 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ β) Η μετατόπιση d του εμβόλου από τη στιγμ που αρχίζει να ασκείται η F, ως τη στιγμ κατά την οποία ο άνθρωπος προσφέρει στο σύστημα ενέργεια με το μέγιστο ρυθμό, καθώς σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω. γ) Η ενέργεια που μεταβιβάστηκε από τον άνθρωπο στο σύστημα για τη μετατόπιση του εμβόλου κατά d. δ) Ποιος είναι ο μέγιστος ρυθμός προσφοράς ενέργειας από τον άνθρωπο στο σύστημα κατά την κάθοδο του εμβόλου. Η μεταβολ του αερίου να θεωρηθεί αντιστρεπτ. Δίνονται: η ατμοσφαιρικ πίεση P o 5 N/m και η επιτάχυνση της βαρύτητας g m/s. Συνοπτικές απαντσεις / λύσεις: α) Αρχικά όταν το έμβολο ισορροπεί η συνισταμένη των δυνάμεων που δέχεται είναι μηδέν F am +Β F A F am P o SN Bmg5N F A P S () (P πίεση του αερίου) F A 5Ν Τη στιγμ που αρχίζει να ασκείται η F έχουμε ΣFF9N γιατί η συνιστάμενη των άλλων δυνάμεων είναι μηδενικ, οπότε: ΣF 9 Σ F F mα α α α 6,4m / s m,5 β) ο ρυθμός μεταβολς της ενέργειας που δαπανά ο άνθρωπος είναι PFυ, οπότε P max Fυ max () Την μέγιστη ταχύτητα την έχει το έμβολο όταν ΣF F+F am +B-F A F A6N Αν P η πίεση τότε από το αέριο στο έμβολο, έχουμε: P F A/Α,6. 5 N/m Επίσης από την () είναι P,5. 5 N/m Έστω ότι το έμβολο απέχει, από τη βάση, τη στιγμ κατά την οποία ο άνθρωπος αναπτύσσει τη μέγιστη ισχύ. Η μεταβολ είναι αδιαβατικ, άρα: P V γ P V γ P (ΑH) γ P (Α) γ H cm Β' Λυκείου Σελίδα 4 από

5 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Η ζητούμενη μετατόπιση του εμβόλου είναι: d(6-5)cmcm γ) Η ενέργεια που δαπάνησε ο άνθρωπος είναι: Ε δαπ W F Fd,J δ) μέγιστος ρυθμός προσφοράς ενέργειας από τον άνθρωπο δίνεται από την σχέση (), αρκεί συνεπώς να βρεθεί η μέγιστη ταχύτητα. Για τη μετατόπιση d έχουμε: έργο ανθρώπου W F,J έργο ατμόσφαιρας W am F am dj έργο βάρους W B mgd,75j PV PV P S P SH έργο αερίου: W A 8J γ γ Από το θεώρημα έργου - ενέργειας έχουμε: max 5 mυ WB + Wam + WF + WA υmax, 96 m / s Οπότε η () δίνει: Θέμα ο P 87, 6 5W 95, W max Δύο πανομοιότυποι μεταλλικοί δακτύλιοι ακτίνας και αμελητέας αντίστασης βρίσκονται σε κατακόρυφα επίπεδα έτσι ώστε η ευθεία που συνδέει τα κέντρα τους να είναι κάθετη στο επίπεδο τους (ο ένας ακριβώς απέναντι από τον άλλο). Η απόσταση μεταξύ των επιπέδων των δακτυλίων είναι. Οι δακτύλιοι βρίσκονται Α σε αγώγιμη επαφ μέσω σύρματος αντίστασης. Μεταλλικ ράβδος ΑΓ, μκους, και αμελητέας αντίστασης συνδέει τους δυο δακτυλίους και μπορεί να κινείται χωρίς τριβές με τα άκρα της συνεχώς σε επαφ με αυτούς. Με τη ν επίδραση εξωτερικς δύναμης αναγκάζουμε τη ράβδο να κινείται με σταθερ γωνιακ ταχύτητα ω διατηρούμενη συνεχώς οριζόντια και σε επαφ με τους δυο δακτυλίους. Η όλη διάταξη βρίσκεται σε κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο έντασης B (βλέπε σχμα). Να υπολογίσετε: α. Την ΗΕΔ από επαγωγ στα άκρα της ράβδου σε συνάρτηση με το χρόνο κίνησς της (θεωρείστε ότι τη χρονικ στιγμ η ράβδος βρίσκεται στην κατώτερη θέση της τροχιάς της). B Β' Λυκείου Σελίδα 5 από

6 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ β. Το έργο της εξωτερικς δύναμης που ασκείται στη ράβδο στη χρονικ διάρκεια που αυτ πραγματοποιεί Ν πλρεις περιφορές. Δίδονται τα μεγέθη,,, B, N, ω. Συνοπτικές απαντσεις / λύσεις: α. Ε ΒlU U Uσυνφ > Ε BUlσυνφ B ω lσυνφ Ε Βlω συνφ () β. F I ΒlI E Blω συνφ B l ω > F συνφ () ΔW F l ΔW o Fl Fl ΔS συν( 8 φ) Fl ΔS συνφ P F U συνφ Δ λόγω της (), P B l ω συν φ () B l ω ΔWF P Δ συν ϕ Δ επειδ φω B l ω ΔWF συν ω Δ W F T ΔW F B l ω T και + συνω Δ,5 συνω,5 -,5 - -,5 συνωδ T/ WF B l ω T B l ω T συν ω Δ (4) T Είναι όμως συν ω Δ οπότε WF πb l ω WF B l ω π ω Β' Λυκείου Σελίδα 6 από

7 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ * W π B ω F Q I εν... WF T π Blω ω l Πειραματικό Μέρος Τρεις ομάδες μαθητών αναλαμβάνουν να υπολογίσουν την αριθμητικ τιμ της επιτάχυνσης της βαρύτητας στην περιοχ του τριώροφου σχολείου τους.. Η πρώτη ομάδα μαθητών έχει στη διάθεσ της πειραματικ διάταξη διασυνδεόμενη με ηλεκτρονικό υπολογιστ (Η/Υ) μέσω αισθητρων και απτρων. Με αυτ είναι δυνατόν να μετρσουν τους χρόνους διέλευσης ενός σώματος από διάφορα σημεία κατά την ελεύθερη κατακόρυφη πτώση του στο πεδίο βαρύτητας της Γης. Η πειραματικ διάταξη αποτελείται από κατακόρυφα στερεωμένη σανίδα μκους. m (βλ. σχμα). Στο άνω μέρος της (Α) είναι στερεωμένος ηλεκτρομαγντης ο οποίος ενεργοποιείται / απενεργοποιείται από ηλεκτρονικό υπολογιστ (Η/Υ) μέσω διασυνδετ (Ε), ώστε να συγκρατεί / ελευθερώνει, αντίστοιχα, μικρ μεταλλικ πλάκα (από μαλακό σίδηρο), λειτουργώντας έτσι ως ηλεκτρομαγνητικός απτρας. Στη μεταλλικ πλάκα προσαρμόζεται ηλεκτρικ μπαταρία 4,5V στην οποία έχει συνδεθεί και προσδεθεί ηλεκτρικός λαμπτρας. Πλάκα, μπαταρία και λαμπτρας θα χρησιμοποιηθούν ως σώμα που εκτελεί ελεύθερη πτώση όταν Με τον όρο αισθητρες εννοούμε συσκευές διατάξεις με τις οποίες ο Η/Υ "αισθάνεται" μετρά φυσικές ποσότητες του περιβάλλοντος, όπως θερμοκρασία, ένταση φωτός, πίεση, απόσταση κλπ. Για παράδειγμα, διασυνδεόμενος με μια φωτοαντίσταση (ηλεκτρικ αντίσταση της οποίας η τιμ εξαρτάται από την ένταση του φωτός που προσπίπτει πάνω της) και μετατρέποντας την τιμ της, είναι δυνατό να υπολογίσει την ένταση του φωτός, αν είναι γνωστ η σχέση της έντασης του φωτός με την τιμ της ηλεκτρικς αντίστασης, Με τον όρο απτρας (εκ του άπτομαι αγγίζω), εννοούμε συσκευές διατάξεις με τις οποίες ο Η/Υ επεμβαίνει και μεταβάλλει φυσικές ποσότητες του περιβάλλοντος όπως το μαγνητικό πεδίο, την θερμοκρασία, την ένταση του φωτός κλπ. Για παράδειγμα, τροφοδοτώντας με ηλεκτρικό ρεύμα έναν ηλεκτρομαγντη την ηλεκτρικ αντίσταση, είναι δυνατό να δημιουργσει μαγνητικό πεδίο να αυξσει την θερμοκρασία της αντίστασης, αντίστοιχα. Β' Λυκείου Σελίδα 7 από

8 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ απενεργοποιείται ο ηλεκτρομαγντης. Σε κατακόρυφη ευθεία γραμμ κάτω από τον ηλεκτρομαγντη προσαρμόζονται δύο φωτοαντιστάσεις στις θέσεις Β και Γ. Οι αποστάσεις τους από τον ηλεκτρομαγντη είναι (ΑΒ).m και (ΑΓ).m αντίστοιχα. Οι φωτοαντιστάσεις διασυνδέονται με τον Η/Υ, ο οποίος είναι δυνατόν να μετρά συνεχώς τις τιμές της ηλεκτρικς τους αντίστασης. Κατά την πτώση του το σώμα διέρχεται από εμπρός τους. Τέλος σε απόσταση (ΑΔ).m από τον ηλεκτρομαγντη, στην ίδια κατακόρυφη ευθεία, προσαρμόζεται ένας μηχανικός διακόπτης (Δ) στον οποίο προσκρούει τελικά το σώμα όταν αφνεται από τον ηλεκτρομαγντη. Ο μηχανικός αυτός διακόπτης διασυνδέεται επίσης με τον Η/Υ, λειτουργώντας έτσι ως μηχανικός αισθητρας. Αρχικά ο ηλεκτρομαγντης στο άνω άκρο της διάταξης ενεργοποιείται από τον Η/Υ στον οποίο εκτελείται κατάλληλο πρόγραμμα. Επάνω του προσκολλάται από τους μαθητές το σώμα που αποτελείται, όπως αναφέραμε, από τη μεταλλικ πλάκα, την μπαταρία και τον λαμπτρα (σε λειτουργία). Τότε ο ηλεκτρομαγντης απενεργοποιείται με εντολ του Η/Υ και το σώμα αφνεται ελεύθερο να πέσει κατακόρυφα. Συγχρόνως, ο Η/Υ αρχίζει τη μέτρηση του χρόνου. Περνώντας το σώμα διαδοχικά εμπρός από τις δυο ηλεκτρικές φωτοαντιστάσεις μεταβάλλει την τιμ τους και ο Η/Υ καταγράφει τις χρονικές στιγμές διέλευσης από τις θέσεις Β, Γ. Τέλος το σώμα προσκρούει στο μηχανικό διακόπτη, σταματώντας τη μέτρηση του χρόνου από τον Η/Υ, τερματίζοντας την εκτέλεση του προγράμματος, πριν καταλξει στο ελαστικό δάπεδο. Οι μαθητές της ομάδας εκτέλεσαν το πείραμα φορές και κατέγραψαν από τον Η/Υ τους εξς χρόνους σε s (βλ. πίνακα): α/α ηλεκτρομαγντης / / απτρας εκκίνηση (s) Πίνακας α φωτοαντίσταση / / αισθητρας διέλευση (s) β φωτοαντίσταση / / αισθητρας διέλευση (s) μηχ. διακόπτης / / αισθητρας τερματισμός (s),,45,64,8,,46,66,8,,44,6,77 4,,44,6,76 5,,45,64,78 6,,45,64,79 7,,46,6,76 8,,45,64,78 Β' Λυκείου Σελίδα 8 από

9 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 9,,45,6,76,,46,66,8 α. Δικαιολογστε τις διαφορές στη μέτρηση του χρόνου από κάθε αισθητρα σε κάθε πτώση. β. Υπολογίστε τις μέσες τιμές του χρόνου σε κάθε θέση και επιβεβαιώστε ότι η κίνηση είναι επιταχυνόμενη. Δικαιολογστε. γ. Υπολογίστε την αριθμητικ τιμ του g από διάφορους συνδυασμούς μετρσεων (περιορισθείτε στα τρία πρώτα δεκαδικά ψηφία των αριθμητικών εξαγομένων σας). Δικαιολογστε τις όποιες διαφορές των εξαγομένων. δ. Δεδομένου ότι όλες οι τεχνολογικές διατάξεις και συσκευές είναι εφαρμογές φυσικών αρχών, νόμων και διαδικασιών, υποθέστε και προτείνετε σε ποιες από αυτές τις φυσικές διαδικασίες είναι δυνατόν να βασίζεται η λειτουργία των αισθητρων και απτρων που χρησιμοποιθηκαν.. Η δεύτερη ομάδα μαθητών έχει στην διάθεσ της μόνο ηλεκτρονικά χρονόμετρα χειρός (ακρίβειας.s), ταινία μέτρησης του μκους (ακρίβειας.m) και μερικούς βόλους. Προτείνετε και περιγράψτε τρόπους πειραματισμού με αυτά τα όργανα στο σχολείο τους και αναφερθείτε στους λόγους που θα επηρεάσουν την ακρίβεια των δικών τους μετρσεων.. Η τρίτη ομάδα μαθητών πρέπει να αναζητσει άλλους τρόπους και όργανα (περιλαμβανομένων αισθητρων και απτρων) για τον υπολογισμό της τιμς της επιτάχυνσης της βαρύτητας. Ένας άλλος τρόπος είναι η χρση απλού εκκρεμούς. Προτείνετε και περιγράψετε άλλους διαφορετικούς τρόπους και σχολιάσετε. Συνοπτικές απαντσεις / λύσεις:. α) Η μέτρηση του χρόνου γίνεται από την κάθε φωτοαντίσταση / αισθητρα καθώς το φως του λαμπτρα, όταν περνάει από μπροστά της, μεταβάλλει την τιμ της. Όμως αυτ η μέτρηση, σε κάθε εκτέλεση του πειράματος, διαφέρει (κατά, s έως, s, αν και η ακρίβεια του ρολογιού του ηλεκτρονικού υπολογιστ είναι πολύ μικρότερη), γιατί προφανώς δεν είναι δυνατό να εξασφαλίσουμε κάθε φορά το σώμα / μπαταρία να πέφτει κατακόρυφα χωρίς να περιστρέφεται. Παρατηρούμε ότι οι μετρσεις του μηχανικού διακόπτη / αισθητρα διαφέρουν μεταξύ τους περισσότερο (έως και,5 s) αφού η διαδρομ την οποία έχει διανύσει το σώμα / μπαταρία σε σχέση με τις τιμές που έχουμε για τις φωτοαντιστάσεις (όπως και ο χρόνος διαδρομς του) είναι μεγαλύτερη και η όποια περιστροφ του σώματος είναι επίσης μεγαλύτερη (σημειώνεται ότι το σχμα του σώματος δεν είναι σφαιρικό). Οι μετρούμενες Β' Λυκείου Σελίδα 9 από

10 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ διαφορές του χρόνου είναι μια ακόμη απόδειξη ότι οι μετρσεις του Η/Υ εξαρτώνται από τα όποια μηχανικά συστματα εμπλέκονται στη μέτρηση τα οποία και καθορίζουν την επιτυγχανόμενη ακρίβεια. Η ακρίβεια βέβαια των μετρσεων με τον Η/Υ και τους αισθητρες είναι πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με τις μετρσεις με χρονόμετρα χειρός αφού ο χρόνος αντίδρασης του ανθρώπου (στην εκκίνηση και τον τερματισμό του χρονομέτρου) είναι πολύ μεγαλύτερος των μερικών εκατοστών του δευτερολέπτου (συνθως είναι της τάξεως των μερικών δεκάτων του δευτερολέπτου) β) α φωτοαντίσταση: β φωτοαντίσταση: i i, 4, 5s 45s i i, μηχ. διακόπτης / αισθητρας: γ) Α Β: Α Γ: Α Δ: 6, 9s 69s i i, 7, 8s 78s, m g g 9, 8 (,45) s s, m g g 9, 796 (, 69 ) s s, m g g 9, 8 (, 78 ) s s Οι διαφορές στη μέτρηση του g οφείλονται προφανώς στις διαφορές της μέτρησης του χρόνου, τις οποίες δικαιολογσαμε και σχολιάσαμε πιο πάνω. Επαναλαμβάνοντας το πείραμα περισσότερες φορές θα επιτυγχάνουμε τιμές του g με μικρότερες διαφορές. δ) Η αλλαγ της τιμς της αντίστασης μερικών υλικών με την ένταση του φωτός το οποίο προσπίπτει επάνω τους είναι γνωστό ως φαινόμενο φωτοαντίστασης. Σε αυτό βασίζεται η λειτουργία των αισθητρων / φωτοαντιστάσεων. Η αλλαγ / μείωση της φωτοαντίστασης γίνεται αντιληπτ από τον υπολογιστ και μέσω του κατάλληλου προγράμματος και καταχωρείται ως χρόνος διέλευσης του αντικειμένου εμπρός από την φωτοαντίσταση. Η μέτρηση μιας ηλεκτρικς αντίστασης από τον Η/Υ βασίζεται σε μια άλλη φυσικ διαδικασία: τη φόρτιση Β' Λυκείου Σελίδα από

11 Ένωση Ελλνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ την εκφόρτιση πυκνωτ. Ο Η/Υ φορτίζει έναν πυκνωτ, μέσω ενός κυκλώματος το οποίο περιλαμβάνει την προς μέτρηση ηλεκτρικ αντίσταση. Ο χρόνος φόρτισης και εκφόρτισης συνδέεται με γνωστ σχέση με την προς την μέτρηση αντίσταση του κυκλώματος. Μετρώντας ο Η/Υ το χρόνο φόρτισης, μετράει εμμέσως την ηλεκτρικ αντίσταση Σχολιασμός της ακρίβειας με χρονόμετρα χειρός έγινε στην α. Στην απάντηση αυτού του ερωτματος είναι δεκτ οποιαδποτε απάντηση παρουσιαστεί αν οι φυσικές αρχές στις οποίες στηρίζεται είναι σωστές και τεχνολογικά εφαρμόσιμες. Παραδείγματα τέτοιων προτάσεων θα μπορούσαν να είναι: Χρση εκκρεμούς, κίνηση σωμάτων σε κεκλιμένο επίπεδο, μηχαν Awood, σύστημα ελατηρίου (γνωστς σταθεράς) μάζας, ταλάντωση σώματος βυθισμένου σε υγρό... Β' Λυκείου Σελίδα από