ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ:ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ-ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 Ο Στις ερωτήσεις 1-4 να επιλέξετε τη σωστή πρόταση. 1.Σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση και κάποια στιγμή t 1 έχει μέγιστη ταχύτητα. Τη χρονική στιγμή t 2 =t 1 +T/2 α. η δυναμική ενέργεια ταλάντωσης είναι μέγιστη. β. η επιτάχυνση είναι μηδέν. γ. ισχύει K=U. δ. το πηλίκο K/E είναι ίσο με μηδέν. 2.Ιδανικό κύκλωμα LC εκτελεί αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση. Αν τετραπλασιάσουμε το συντελεστή αυτεπαγωγής του πηνίου χωρίς να αλλάξουμε την ενέργεια ταλάντωσης και τη χωρητικότητα του πυκνωτή τότε α. το μέγιστο ρεύμα υποτετραπλασιάζεται. β. η περίοδος της ηλεκτρικής ταλάντωσης παραμένει σταθερή. γ. το μέγιστο φορτίο του πυκνωτή δεν μεταβάλλεται. δ. το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών μηδενισμών της έντασης του ρεύματος μειώνεται. 3.Σύστημα ελατήριο-σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση με τη δύναμη απόσβεσης να είναι ανάλογη και αντίθετη της ταχύτητας. α. Το πλάτος μειώνεται γραμμικά με το χρόνο. β. Η ενέργεια ταλάντωσης μειώνεται πιο γρήγορα σε σχέση με το πλάτος. γ. Η δύναμη απόσβεσης είναι μηδέν όταν το σώμα περνά από τη θέση ισορροπίας του. δ. Η περίοδος μειώνεται καθώς μειώνεται το πλάτος. 4.Σύστημα ελατήριο-σώμα εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση με τη συχνότητα του διεγέρτη να αυξάνεται ξεκινώντας από μικρές τιμές. α. Το πλάτος αυξάνεται συνεχώς.

2 β. Το πλάτος μεγιστοποιείται για δύο διαφορετικές τιμές της συχνότητας του διεγέρτη. γ. Το πλάτος μεγιστοποιείται όταν η συχνότητα του διεγέρτη γίνει ίση με την ιδιοσυχνότητα του συστήματος, ανεξάρτητα αν υπάρχει δύναμη απόσβεσης ή όχι. δ. Στην κατάσταση συντονισμού η ενέργεια μεταφέρεται από το διεγέρτη στο σύστημα κατά το βέλτιστο τρόπο. 5.Να χαρακτηρίσετε καθεμιά από τις παρακάτω προτάσεις με Σ(σωστή) ή Λ(λανθασμένη). α. Από τη σύνθεση δύο απλών αρμονικών ταλαντώσεων προκύπτει πάντα απλή αρμονική ταλάντωση. β. Σώμα εκτελεί ταυτόχρονα δύο απλές αρμονικές ταλαντώσεις πάνω στην ίδια διεύθυνση, γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας με την ίδια συχνότητα και με διαφορά φάσης ίση με π rad. Αν τα πλάτη των δύο ταλαντώσεων είναι ίσα μεταξύ τους τότε το σώμα είναι ακίνητο. γ. Σώμα εκτελεί ταυτόχρονα δύο απλές αρμονικές ταλαντώσεις πάνω στην ίδια διεύθυνση, γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας και με την ίδια συχνότητα. Αν η διαφορά φάσης των δύο ταλαντώσεων είναι ίση με π/2 rad τότε το πλάτος της σύνθετης ταλάντωσης είναι ίσο με το άθροισμα των πλατών των επιμέρους ταλαντώσεων. δ. Σώμα εκτελεί ταυτόχρονα δύο απλές αρμονικές ταλαντώσεις ίσων πλατών πάνω στην ίδια διεύθυνση, γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας και με παραπλήσιες συχνότητες. Η σύνθετη κίνηση είναι μια περιοδική κίνηση. ε. Σώμα εκτελεί ταυτόχρονα δύο απλές αρμονικές ταλαντώσεις ίσων πλατών πάνω στην ίδια διεύθυνση, γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας και με παραπλήσιες συχνότητες. Η σύνθετη κίνηση έχει σταθερό πλάτος. ΘΕΜΑ 2 Ο 1.Σώμα μάζας m 1 εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σταθεράς επαναφοράς D 1 και ενέργειας E 1. Ένα άλλο σώμα μάζας m 2 =2m 1 εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σταθεράς επαναφοράς D 2 =8D 1 και ενέργειας E 2. A. Το πηλίκο ω 2 /ω 1 των γωνιακών συχνοτήτων των δύο ταλαντώσεων είναι α. 2 β. 4 γ. 1/2 δ. 1/4 Α1. Επιλέξτε το σωστό. Α2. Αιτιολογήστε την απάντηση σας. (3 ΜΟΝΑΔΕΣ)

3 Β. Αν τα πλάτη των δύο ταλαντώσεων είναι ίσα μεταξύ τους τότε το πηλίκο E 2 /E 1 είναι ίσο με α. 4 β. 1/2 γ. 8 δ. 1/8 Β1. Επιλέξτε το σωστό. Β2. Αιτιολογήστε την απάντηση σας. 2.Κύκλωμα LC εκτελεί αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση και κάποια στιγμή που το πηνίο μαγνητίζεται η φορά του ρεύματος φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. (3 ΜΟΝΑΔΕΣ) Α. Να σημειώσετε το πρόσημο του φορτίου κάθε οπλισμού του πυκνωτή. Β. Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. 3.Σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση με τη δύναμη απόσβεσης να είναι ανάλογη και αντίθετη της ταχύτητας. Το αρχικό πλάτος της ταλάντωσης είναι A 0 =16cm. Μετά από μία ταλάντωση το πλάτος είναι A 1 ενώ μετά από δύο ταλαντώσεις είναι A 2 =9cm. Το πλάτος A 1 είναι ίσο με α. 12cm β. 10cm γ. 14cm δ. 8cm Α. Επιλέξετε το σωστό. Β. Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας.

4 C 2 και 10 F ΘΕΜΑ 3 Ο Ο πυκνωτής του παρακάτω σχήματος έχει χωρητικότητα C= F είναι φορτισμένος 6 με φορτίο Q=10-3 C. Το πηνίο έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L=0,5H.Τη χρονική στιγμή t=0 κλείνει ο διακόπτης και το ιδανικό κύκλωμα LC εκτελεί αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση. Α. Να υπολογίσετε την περίοδο και την ενέργεια της ηλεκτρικής ταλάντωσης. Β. Ν γράψετε την εξίσωση της έντασης του ρεύματος σε συνάρτηση με το χρόνο και να κάνετε το αντίστοιχο διάγραμμα για το χρονικό διάστημα μιας περιόδου. Γ. Να υπολογίσετε το φορτίο του πυκνωτή όταν η ένταση του ρεύματος είναι i=0,5a. Δ. Να υπολογίσετε το πηλίκο q/i όταν ισχύει U B =3U E. ΘΕΜΑ 4 Ο Το σώμα μάζας m=2kg του παρακάτω σχήματος ισορροπεί με το ελατήριο να είναι επιμηκυμένο κατά d 1 =0,2m. Τα θετικά προς τα πάνω. Δίνεται: g=10m/s 2. (7 ΜΟΝΑΔΕΣ) Α. Να υπολογίσετε τη σταθερά K του ελατηρίου. (4 ΜΟΝΑΔΕΣ) Β. Ανεβάζουμε το σώμα κατά d 2 =0,4m και τη χρονική στιγμή t=0 το αφήνουμε ελεύθερο.

5 α. Να αποδείξετε ότι το σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. (4 ΜΟΝΑΔΕΣ) β. Να γράψετε την απομάκρυνση σε συνάρτηση με το χρόνο και να κάνετε το αντίστοιχο διάγραμμα για το χρονικό διάστημα μιας περιόδου. γ. Ποια χρονική στιγμή το σώμα περνά από τη θέση φυσικού μήκους του ελατηρίου για πρώτη φορά; δ. Κάποια στιγμή αρχίζει να ασκείται στο σώμα δύναμη απόσβεσης ανάλογη και αντίθετη της ταχύτητας. Να υπολογίσετε τη θερμότητα που θα παραχθεί μέχρι το τέλος της φθίνουσας ταλάντωσης. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ