Για τισ παρακϊτω 6 ερωτόςεισ, να μεταφϋρετε ςτο τετρϊδιό ςασ τον αριθμό τησ ερώτηςησ και δύπλα από αυτόν να ςημειώςετε τη ςωςτό απϊντηςη.

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Για τισ παρακϊτω 6 ερωτόςεισ, να μεταφϋρετε ςτο τετρϊδιό ςασ τον αριθμό τησ ερώτηςησ και δύπλα από αυτόν να ςημειώςετε τη ςωςτό απϊντηςη."

ŌÁĒ Νικολαΐδης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1 0 : (25 μονϊδεσ) ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ Για τισ παρακϊτω 6 ερωτόςεισ, να μεταφϋρετε ςτο τετρϊδιό ςασ τον αριθμό τησ ερώτηςησ και δύπλα από αυτόν να ςημειώςετε τη ςωςτό απϊντηςη. 1. Κατϊ τη διϊρκεια μύασ περιόδου μιασ απλόσ αρμονικόσ ταλϊντωςησ ςώματοσ, η κινητικό ενϋργεια γύνεται τριπλϊςια τησ δυναμικόσ ενϋργειασ α. μύα φορϊ β. δύο φορϋσ γ. τϋςςερισ φορϋσ δ. οχτώ φορϋσ 2. Εκτρϋπουμε ϋνα ςώμα κατϊ d από τη θϋςη ιςορροπύασ του και αυτό εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη. Αν εκτρϋψουμε το ύδιο ςώμα κατϊ 2d, τότε θα εκτελϋςει ταλϊντωςη με α. διπλϊςια ενϋργεια β. διπλϊςια περύοδο γ. διπλϊςια ςυχνότητα δ. διπλϊςια μϋγιςτη ταχύτητα 3. Η επιτϊχυνςη ενόσ ςώματοσ που εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη α. ϋχει φορϊ πϊντα αντύθετη από τη φορϊ τησ ταχύτητασ β. εύναι μηδϋν όταν η ταχύτητα εύναι μηδϋν γ. ελαττώνεται κατϊ μϋτρο όταν αυξϊνεται η κινητικό ενϋργεια ταλϊντωςησ δ. ελαττώνεται κατϊ μϋτρο όταν αυξϊνεται η δυναμικό ενϋργεια ταλϊντωςησ. 4. Ένα ςώμα μϊζασ m ςυνδϋεται με το ϋνα ϊκρο ενόσ κατακόρυφου ιδανικού ελατηρύου ςταθερϊσ k και εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη με ςυχνότητα f. Αντικαθιςτούμε το ςώμα με ϋνα ϊλλο μϊζασ 9m. Η ςυχνότητα τησ ταλϊντωςησ του νϋου ςώματοσ εύναι α. f/3 β. 3f γ. 2f δ. 4f 5. Ένα ςώμα εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη πλϊτουσ Α και ολικόσ ενϋργειασ Ε. τη θϋςη x=+ α. ϋχει δυναμικό ενϋργεια β. ϋχει κινητικό ενϋργεια γ. ϋχει κινητικό ενϋργεια ύςη με τη δυναμικό δ. ϋχει κινητικό ενϋργεια 6. Να χαρακτηρύςετε τισ προτϊςεισ που ακολουθούν, γρϊφοντασ δύπλα ςτο γρϊμμα που αντιςτοιχεύ ςε κϊθε πρόταςη τη λϋξη Σωστό, αν η πρόταςη εύναι ςωςτό και Λάθος, αν η πρόταςη εύναι λανθαςμϋνη. α. Η δύναμη που δϋχεται ϋνα ςώμα που εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη όταν διϋρχεται από τη θϋςη x 1=- ϋχει διπλϊςιο μϋτρο από τη δύναμη που δϋχεται όταν διϋρχεται από τη θϋςη x 2=- A. β. Η ςυνολικό δύναμη που δϋχεται ϋνα ςώμα που εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη εύναι ανϊλογη του χρόνου. γ. την απλό αρμονικό ταλϊντωςη η φϊςη τησ ταχύτητασ προηγεύται τησ φϊςησ τησ απομϊκρυνςησ κατϊ rad. δ. Ένα ςώμα που εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη διανύει ςε ύςουσ χρόνουσ, ύςα διαςτόματα. ε. Ση χρονικό ςτιγμό που η επιτϊχυνςη ενόσ ςώματοσ που εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη εύναι μϋγιςτη, η κινητικό του ενϋργεια ιςούται με μηδϋν.

2 ΘΕΜΑ το διϊγραμμα φαύνεται η μεταβολό τησ φϊςησ δύο ανεξϊρτητων μεταξύ τουσ απλών αρμονικών ταλαντώςεων ύδιου πλϊτουσ, που εκτελούν δύο ςώματα Α και Β ςε ςυνϊρτηςη με το χρόνο. Να αιτιολογόςετε ποιεσ από τισ παρακϊτω προτϊςεισ εύναι ςωςτϋσ και ποιεσ λανθαςμϋνεσ. α. Ση χρονικό ςτιγμό t=0 και τα δύο ςώματα ϋχουν μϋγιςτη κινητικό ενϋργεια. β. Η κυκλικό ςυχνότητα ταλϊντωςησ του ςώματοσ Α εύναι ύςη με π rad/s. γ. Η περύοδοσ ταλϊντωςησ του ςώματοσ Β εύναι ύςη με 12s. δ. Ση χρονικό ςτιγμό t=4s τα δύο ςώματα ϋχουν την ύδια ταχύτητα. (Μονϊδεσ 2) 2. Ένα ςύςτημα εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη. Ση χρονικό ςτιγμό που η ταχύτητα του ςώματοσ εύναι ύςη με υ=± υ max το πηλύκο τησ κινητικόσ προσ τη δυναμικό ενϋργεια τησ ταλϊντωςησ εύναι α. 3 β. γ. 1 δ Ένα ςώμα εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη. Ση χρονικό ςτιγμό που το μϋτρο τησ ταχύτητασ του ςώματοσ εύναι ύςο με το 80% του μϋτρου τησ μϋγιςτησ ταχύτητασ, η απομϊκρυνςη του ϋχει απόλυτη τιμό ύςη με το α. 20% του πλϊτουσ β. 40% του πλϊτουσ γ. 60% του πλϊτουσ δ. 64% του πλϊτουσ 4. Ένα ςώμα εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη πλϊτουσ Α και περιόδου Σ. Ση χρονικό ςτιγμό t=0 το ςώμα διϋρχεται επιβραδυνόμενο από τη θϋςη x= A. Η αρχικό φϊςη τησ ταλϊντωςησ εύναι: α. rad β. rad γ. rad 5. Ένα ςώμα εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη χωρύσ αρχικό φϊςη, με πλϊτοσ Α και περύοδο Σ. Η κινητικό ενϋργεια τησ ταλϊντωςησ γύνεται τριπλϊςια τησ δυναμικόσ για δεύτερη φορϊ, τη χρονικό ςτιγμό α. β. γ.

3 ΘΕΜΑ 3 0 Ένα ςώμα μϊζασ m=0,5kg εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη πλϊτουσ Α=0,1m και ςυχνότητασ f=5 Hz. Ση χρονικό ςτιγμό t=0 η ταχύτητϊ του ιςούται με μηδϋν (υ=0), ενώ η επιτϊχυνςό του εύναι αρνητικό (α<0). α. Να υπολογύςετε τη χρονικό διϊρκεια κύνηςησ του ςώματοσ από τη μύα ακραύα θϋςη τησ ταλϊντωςόσ του ςτην ϊλλη. β. Να γρϊψετε τη χρονικό εξύςωςη τησ φϊςησ τησ ταλϊντωςησ και να την παραςτόςετε γραφικϊ ςε ςύςτημα βαθμολογημϋνων αξόνων για τη χρονικό διϊρκεια τησ 1ησ περιόδου ταλϊντωςησ. (Μονϊδεσ 5) γ. Να γρϊψετε τισ εξιςώςεισ τησ κινητικόσ και τησ δυναμικόσ ενϋργειασ του ςώματοσ ςε ςυνϊρτηςη με την απομϊκρυνςη και να τισ παραςτόςετε γραφικϊ ςε κοινό ςύςτημα βαθμολογημϋνων αξόνων. (Μονϊδεσ 6) δ. Να υπολογύςετε το ρυθμό μεταβολόσ τησ ορμόσ του ςώματοσ τη χρονικό ςτιγμό t 1=0,025s. ε. Ποιο εύναι το ϋργο τησ δύναμησ επαναφορϊσ τησ ταλϊντωςησ από τη χρονικό ςτιγμό t=0 μϋχρι τη χρονικό ςτιγμό t 1. (Μονϊδεσ 6) Δύνεται: π ΘΕΜΑ 4 0 ώμα 1 μϊζασ m=1kg ιςορροπεύ δεμϋνο ςτο κϊτω ϊκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρύου ςταθερϊσ k=100n/m το ϊλλο ϊκρο του οπούου εύναι ςτερεωμϋνο ςτην οροφό. ώμα 2 ύςησ μϊζασ με το 1, εκτοξεύεται κατακόρυφα προσ τα πϊνω με αρχικό ταχύτητα υ 0 από τη θϋςη που βρύςκεται ςτην ύδια κατακόρυφο με το ςώμα και ςε απόςταςη h=0,5m από αυτό. Η ταχύτητα του 2 ελϊχιςτα πριν από την κρούςη εύναι υ 2= m/s. Σο ςώμα 2 ςυγκρούεται πλαςτικϊ με το 1και αμϋςωσ μετϊ το ςύςτημϊ τουσ εκτελεύ απλό αρμονικό ταλϊντωςη. Θεωρώντασ ωσ t=0 τη ςτιγμό αμϋςωσ μετϊ την κρούςη και θετικό τη φορϊ προσ τα πϊνω α. Να υπολογύςετε τη ταχύτητα υ 0 του ςώματοσ 2. β. Να υπολογύςετε το πλϊτοσ τησ ταλϊντωςησ του ςυςςωματώματοσ. (Μονϊδεσ 6) γ. Να βρεύτε μετϊ από πόςο χρόνο από τη ςτιγμό τησ κρούςησ (t=0), η ταχύτητα του ςυςςωματώματοσ θα μηδενιςτεύ για πρώτη φορϊ. (Μονϊδεσ 5) δ. Να υπολογύςετε, για το χρονικό διϊςτημα του ερωτόματοσ (γ), το ϋργο τησ δύναμησ επαναφορϊσ. ε. Να βρεύτε το ρυθμό μεταβολόσ τησ ορμόσ του ςυςςωματώματοσ: i. αμϋςωσ μετϊ την κρούςη. (Μονϊδεσ 2) ii. όταν βρύςκεται ςτισ ακραύεσ θϋςεισ τησ κύνηςόσ του. Δύνεται: g=10m/s 2.

4 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΘΕΜΑ γ 2. δ 3. γ 4. α 5. δ 6. α) Λ β) Λ γ) δ) Λ ε) ΘΕΜΑ α) Λ (φ 0,Β= rad, φ 0,A=0 rad) β) Λ (φ=ω Αt => ω Α= rad/s) γ) (φ Β=ω Βt+ => π=ω Β 4+ => ω Β= rad/s και Σ= 12s) δ) Λ (υ Α=ω ΑΑ ςυνω Αt => υ Α= Α ςυν = Α και υ Β=ω ΒΑ ςυν(ω Βt+ )=> υ Β= Α ςυν( )= Α) 2. υ= ± υ max ϊρα, 3. ωςτό απϊντηςη: α 3. υ= υ max = υ max Εύναι υ 2 =ω 2 Α 2 -ω 2 x 2 => = - ω 2 x 2 => ω 2 x 2 = ω 2 A 2 =>x= A=0,6A ϊρα 60%. ωςτό απϊντηςη: γ 4. x=α ημ(ωt+ ) =A ημφ0 => ημφ0=ημ => { ωςτό απϊντηςη: α

5 5. Κ=3U K+U=E=> U+3U=E=> 4U=E=> 4 Dx 2 = DA 2 => x=±, 2η φορϊ: x=. Με τη βοόθεια του τριγωνομετρικού κύκλου: ημθ= => θ= rad και φ= rad φ=ωt => = t => t = ωςτό απϊντηςη: β ΘΕΜΑ 3 0 υ=υ max ςυν(ωt+φ 0) 0=υ max ςυνφ 0=> ςυνφ 0=0 => ςυνφ 0= ςυν => φ 0=2kπ+ φ 0= rad ΔΕΚΣΗ ό φ 0=2kπ- φ 0= rad ΑΠΟΡΡΙΠΣΕΣΑΙ α) t = = => t= 0,1 s αφού T= β) Η χρονικό εξύςωςη τησ φϊςησ εύναι: φ=10πt+ (SI) t=0sec φ=10π 0+ = rad t = φ=10π + = π rad t = φ=10π + = rad t = φ=10π + = 2π rad t = φ=10π + = rad γ) U= Dx 2 =250x 2,(SI) αφού D= mω 2 =0,5 100π 2 =500Ν/m 2 K=E-U= DA 2 - Dx 2 = 500 0,01-250x 2 => K=2,5-250x 2, (SI)

6 δ) =F=-Dx x=aημ(ωt+φ 0) x=0,1 ημ(10π 0,025+ )= 0,1 ημ( )=0,1 ημ m Άρα, =-500 =25 kgr m/s ε) Κ αρχ=0 υ τελ=ωα ςυν(ωt+φ 0) υ τελ=10π 0,1 ςυν(10π 0,025+ )=π ςυν( )=π ςυν ( ) m/s Κ τελ= m = 1,25J. Εφαρμόζοντασ το ΘΕΕ: Κ τελ-κ αρχ=w F => 1,25-0= W F => W ΣF=1,15J. ΘΕΜΑ 4 0 ΘΙ(m): F=0=> mg=kδl 1=> 1 10=100 Δl 1=> Δl 1=0,1m ΘΙ(m+m): F=0=> (m+m)g=k(δl 1 +Δl 2)=>2 10=100 (0,1+Δl 2)=> Δl 2=0,1m α) Εφαρμόζουμε την Αρχό Διατόρηςησ Μηχανικόσ Ενϋργειασ για το ςώμα μϊζασ m που διανύει απόςταςη h: E αρχ = Ε τελ => Κ αρχ+u αρχ=κ τελ+u τελ => m +0= mυ 2 +mgh => = ,5 => υ 0=4m/s β) τη ςυνϋχεια εφαρμόζουμε την Αρχό Διατόρηςησ τησ Ορμόσ για την κρούςη των δύο ςωμϊτων: = => m υ=2m V => V = => V Σ = m/s Σϋλοσ, εφαρμόζοντασ την Αρχό Διατόρηςησ τησ Ενϋργειασ για την ταλϊντωςη του ςυςςωματώματοσ: Ε=Κ+U => => ,01=100A 2 => A=0,2m γ) ω= rad/s x=a ημ(ωt+φ 0) 0,1=0,2 ημφ 0 => φ 0= rad φ=ω t => = 5 t => t = s

7 δ) Κ τελ=0 Κ αρχ= 2m =1,5J Εφαρμόζοντασ το Θεώρημα Έργου-Ενϋργειασ: Κ τελ-κ αρχ = W F => W ΣF = -1,5J ε) i. = F = -k Δl 2 = ,1= -10N ii. = F = -k A = ,2= -20N = F = -k (-A) = -100 (-0,2)= +20N

Σχετικά έγγραφα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ κατεύθυνςησ

Ημερομηνύα: Ονοματεπώνυμο: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ κατεύθυνςησ ΘΕΜΑ 1 0 : (25μονάδεσ) Στισ ερωτόςεισ 1-4, να γρϊψετε τον αριθμό τησ ερώτηςησ και δύπλα ςε κϊθε αριθμό το γρϊμμα που αντιςτοιχεύ ςτη