ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 22/03/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Γιάννης Τζαγκαράκης, Αλέξανδρος Στοιχειός

Transcript

1 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ / Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α-ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: /03/05 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Γιάννης Τζαγκαράκης, Αλέξανδρος Στοιχειός ΘΕΜΑ Α Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Ένα βιβλίο ισορροπεί πάνω σ ένα θρανίο. Ισχύει ότι: α) το βιβλίο ασκεί το βάρος του στο θρανίο. β) το βιβλίο ασκεί δύναμη στο θρανίο αλλά το θρανίο δεν ασκεί δύναμη στο βιβλίο. γ) το βιβλίο ισορροπεί, διότι η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται πάνω του έχει σταθερό μέτρο. δ) το βιβλίο ισορροπεί, διότι η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται πάνω του έχει μέτρο ίσο με το μηδέν.. Μέτρο της αδράνειας ενός σώματος αποτελεί: α) η μάζα του. β) ο όγκος του. γ) η πυκνότητά του. δ) η συνισταμένη των δυνάμεων που επιδρούν επάνω του. Α.3 Η τριβή ολίσθησης στην επιφάνεια επαφής δυο σωμάτων που κινούνται μεταξύ τους: α) έχει τιμή ανάλογη της ταχύτητας της μεταξύ τους κίνησης. β) εξαρτάται από την φύση των επιφανειών επαφής. γ) είναι ανεξάρτητη της κάθετης δύναμης που αναπτύσσεται μεταξύ των επιφανειών επαφής. δ) εξαρτάται από το εμβαδό των επιφανειών επαφής. Α.4 Η μονάδα Newton ( N) είναι ίση με: Kg m α) s β) Kg m kg γ) m Kg m δ) s Α.5 Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό, για τη σωστή πρόταση, και τη λέξη Λάθος, για τη λανθασμένη. α) Η μάζα ενός σώματος είναι μονόμετρο μέγεθος. β) Το βάρος ενός σώματος αλλάζει από τόπο σε τόπο. Σελίδα από 6

2 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ γ) Όταν δύο σώματα αφήνονται ταυτόχρονα να εκτελέσουν ελεύθερη πτώση από το ίδιο ύψος τότε φτάνουν ταυτόχρονα στο έδαφος. δ) Ένα σώμα μεγαλύτερου βάρους αποκτά μεγαλύτερη επιτάχυνση από άλλο σώμα μικρότερου βάρους, όταν εκτελούν και τα δύο ελεύθερη πτώση. ε) Το διάστημα που διανύει ένα σώμα κατά την ελεύθερη πτώση είναι ανάλογο του τετραγώνου του χρόνου πτώσης.. δ,. α,.3 β,.4 δ.5 α)σ, β)σ, γ)σ, δ)λ, ε)σ ΘΕΜΑ Β Β. Σε ένα κιβώτιο μάζας m που βρίσκεται ακίνητο πάνω λείο οριζόντιο επίπεδο ασκείται οριζόντια σταθερή δύναμη και το σώμα κινείται με επιτάχυνση μέτρου α. Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Αν μαζί με την ασκούμε στο κιβώτιο και δεύτερη οριζόντια δύναμη με μέτρο και αντίθετης κατεύθυνσης από την, τότε η επιτάχυνση με την οποία θα κινείται 3 το κιβώτιο θα έχει μέτρο ίσο με: α) α α β) 3 γ) 3 α Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. Β. Α. Σωστό είναι το β) Μονάδες 4 Μονάδες 8 Β. Για την πρώτη περίπτωση ισχύει: ma ma Ενώ για την δεύτερη: ma ma ma 3 ma 3 Με διαίρεση κατά μέλη προκύπτει: a 3 a a a 3 Σελίδα από 6

3 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ Β. Δύο σώματα Σ και Σ με ίσες μάζες (m = m ), βρίσκονται πάνω σε λείο οριζόντιο δάπεδο δεμένα στα άκρα αβαρούς και μη εκτατού νήματος. Στο σώμα Σ ασκείται σταθερή οριζόντια δύναμη μέτρου, όπως φαίνεται στο σχήμα και το σύστημα των δυο σωμάτων κινείται ευθύγραμμα με σταθερή επιτάχυνση μέτρου α ενώ το νήμα παραμένει συνεχώς τεντωμένο και οριζόντιο. Α) Να επιλέξτε τη σωστή απάντηση Το μέτρο της δύναμης που ασκεί το νήμα σε κάθε σώμα ισούται με: α) β) / γ) 3 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας Β. Α. Σωστό είναι το β) Β. m m T T Σ υ Σ Μονάδες 4 Μονάδες 9 Για το σώμα Σ ισχύει: ma T ma () Για το σώμα Σ ισχύει: ma T ma () Επειδή το νήμα διατηρείται συνέχεια τεντωμένο και μή εκτατό aa a και επειδή το νήμα είναι αβαρές TT T Οπότε οι () κ() γράφονται: T ma (3) T ma (4) Αφού τα δεύτερα μέλη είναι ίσα άρα και τα πρώτα συνεπώς : ΘΕΜΑ Γ T T T Δύο συμπαγείς μεταλλικές σφαίρες Α και Β αφήνονται να πέσουν ταυτόχρονα τη χρονική στιγμή t o =0 από ύψη h = 80m και h B >h από το έδαφος, αντίστοιχα. Η αντίσταση του m αέρα θεωρείται αμελητέα και η επιτάχυνση της βαρύτητας δίνεται ίση με g = 0 s Γ. Να υπολογίσετε το χρόνο που χρειάζεται η σφαίρα Α, μέχρι να φτάσει στο έδαφος και το μέτρο της ταχύτητας της τότε. h h gt t 4s g Σελίδα 3 από 6

4 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ Γ. Ποια χρονική στιγμή η σφαίρα Α θα απέχει h = 35 m από το έδαφος; Ποιο είναι το μέτρο της ταχύτητας της τότε ; Αν h είναι η απόσταση που διανύει το σώμα πέφτοντας μέχρι να φτάσει να απέχει από το έδαφος απόσταση h = 35 m, τότε ισχύει: h h h 45m h Οπότε: t g 3s h Για το μέτρο της ταχύτητας του σώματος ισχύει: gt 30 m / s h Α h Γ.3 Αν t Α και t Β οι χρόνοι πτώσεις των σφαιρών Α και Β αντίστοιχα, μέχρι αυτές να φτάσουν στο έδαφος και ισχύει tβ t, να υπολογίσετε το ύψος h B. hb Ισχύει: tb 4 s 4 hb 60m g Γ.4 Αν η σφαίρα Α αφεθεί να πέσει ελεύθερα ένα δευτερόλεπτο αργότερα από τη σφαίρα Β, ποια θα είναι η μεταξύ τους απόσταση, δυο δευτερόλεπτα μετά από τη στιγμή που αφέθηκε η σφαίρα Β; Μονάδες 7 Η απόσταση που έχει διανύσει η σφαίρα Β σε t = s είναι: ενώ για τη σφαίρα Α ισχύει: y g(t ) y 5m y Β gt y Β 0m y B Άρα η μεταξύ τους απόσταση είναι: Δy (h y ) (h y ) Δy m B B h B y Δy h Σελίδα 4 από 6

5 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ ΘΕΜΑ Δ Ένα μεταλλικό κουτί μάζας m = kg είναι αρχικά ακίνητο στην οριζόντια επιφάνεια ενός παγοδρομίου. Τη χρονική στιγμή t = 0 s, ασκείται στο κουτί σταθερή οριζόντια δύναμη με μέτρο 6Ν, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα με αποτέλεσμα το κουτί να ξεκινήσει αμέσως να κινείται. Θεωρήστε την επιτάχυνση της βαρύτητας ίση με 0m/s Εάν τη χρονική στιγμή t = s το κουτί έχει διανύσει 4 m, να υπολογίσετε: Δ) Το μέτρο της επιτάχυνσης του κουτιού και τη μετατόπισή του στο δεύτερο δευτερόλεπτο της κίνησής του Για το μέτρο της επιτάχυνσης του κουτιού ισχύει : x x at a a m / s t Για τη μετατόπιση του κουτιου στο δεύτερο δευτερόλεπτο της κίνησή του προκύπτει: x x x a a x 3m Δ) Το συντελεστή τριβής ολίσθησης μεταξύ κουτιού και παγοδρομίου Για την κίνηση του κουτιού ισχύει: ma T ma N ma x ma N Όμως στον άξονα yy ισχύει: x' y N x 0 0 mg N 0N Άρα μ=0, B y' Τη χρονική στιγμή t = s η φορά της δύναμης αντιστρέφεται με αποτέλεσμα το κουτί να επιβραδυνθεί και τελικά να σταματήσει. Δ3) Να υπολογίσετε το συνολικό διάστημα που θα διανύσει το κουτί, από τη χρονική στιγμή t = 0 s μέχρι να σταματήσει Μονάδες 7 Σελίδα 5 από 6

6 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ υ ο =0 T N N υ υ 0 B T B Δx Δx Η κίνηση του σώματος είναι πλέον επιβραδυνόμενη συνεπώς Σx mα T mα μν mα α 4m/s Την t =s το σώμα έχει ταχύτητα υ at υ 4m/s Ισχύει ότι: Δxολ Δx Δx Όμώς Δx 4m και Δx υ α Ισχύει ότι υ τελ υ - a υ τελ 0 Αντικαθιστώντας προκύπτει Συνεπώς Δx ολ 4m m 6m 0 υ Δx - a υ α m υ α Δ4) Να σχεδιάσετε τη γραφική παράσταση του μέτρου της ταχύτητας σε συνάρτηση με το χρόνο, από τη χρονική στιγμή t = 0 s μέχρι τη χρονική στιγμή που το κουτί σταματάει, σε βαθμολογημένους άξονες υ 4 s t t s t s t 3s α 4 υ(m/s) t(s) Σελίδα 6 από 6