Physics by Chris Simopoulos

Transcript

1 ΘΕΜΑ ο ΘΕΜΑ ο ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) Στις ερωτήσεις - να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Η επιλογή ενός σταθμού στο ραδιόφωνο στηρίζεται στο φαινόμενο α. της ανάκλασης των κυμάτων β. της διάθλασης των κυμάτων γ. της συμβολής των κυμάτων δ. του συντονισμού.. Στα στάσιμα κύματα το πλάτος της ταλάντωσης για όλα τα σημεία που ταλαντώνονται είναι α. διαφορετικό β. ίδιο γ. μέγιστο δ. ελάχιστο.. Η ροπή αδράνειας ενός σώματος εξαρτάται από α. τη μάζα του σώματος β. το σχήμα του σώματος γ. τη θέση του άξονα περιστροφής δ. το είδος της κίνησης.. Κατά την ελαστική κρούση δύο σωματιδίων στο μικρόκοσμο α. τα σωματίδια έρχονται σε επαφή β. τα σωματίδια δεν έρχονται σε επαφή γ. οι δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων όταν πλησιάζουν μεταξύ τους είναι ασθενείς δ. η αλλαγή της κινητικής τους κατάστασης γίνεται ομαλά. 5. Να γράψετε στο τετράδιο σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό, για τη σωστή πρόταση, και τη λέξη Λάθος, για τη λανθασμένη.

2 α. Τα κυκλώματα ηλεκτρικών ταλαντώσεων εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, δηλαδή χάνουν ενέργεια. β. Στις εξαναγκασμένες ταλαντώσεις η συχνότητα συντονισμού είναι ίση με τη συχνότητα f. γ. Η ταχύτητα με την οποία διαδίδεται ένα κύμα σε ένα μέσον εξαρτάται από το πόσο ισχυρή είναι η διαταραχή. δ. Κοντά στην κεραία το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο έχον διαφορά φάσης 9. ε. Τη στροφορμή που σχετίζεται με την περιστροφική κίνηση ενός σώματος γύρω από άξονα που περνά από το κέντρο μάζας του την ονομάζουμε σπιν. ΘΕΜΑ ο. Ηλεκτρικό κύκλωμα L-R-C εκεί φθίνουσα ηλεκτρική ταλάντωση με ική ενέργεια U. Κάποια χρονική στιγμή το πλάτος του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα γίνεται ίσο με το μισό της μέγιστης τιμής του. Τότε το ποσοστό επί τοις εκατό που μειώθηκε η ενέργεια ταλάντωσης είναι ίσο με Α) -75% Β) -5% Γ) -5% Μονάδες Μονάδες. Δύο ακτίνες μονοχρωματικού φωτός που διαδίδονται στο κενό έχουν το ίδιο μήκος κύματος. Οι ακτίνες περνούν μέσα από δύο λεπτά στρώματα υλικών Α και Β που έχουν το ίδιο πάχος και διαφορετικό δείκτη διάθλασης. Η ακτίνα που διαπερνά το υλικό Α χρειάζεται περισσότερο χρόνο από αυτόν που χρειάζεται η ακτίνα για να διαπεράσει το υλικό Β. Τότε για τους δείκτες διάθλασης των δύο υλικών ισχύει Α) n = n Β) n > n Γ) n < n Μονάδες Μονάδες. Τα αστέρια στα ευταία στάδια της ζωής τους συρρικνώνονται σε αστέρες νετρονίων (γνωστά σα pulsar). Κάποια χρονική στιγμή η ακτίνα ενός τέτοιου αστέρα γίνεται ίση με το ¼ της ικής της

3 τιμής. Τότε η κινητική ενέργεια του αστέρα τη χρονική στιγμή σε σχέση με την ική του κινητική ενέργεια είναι ίση με α) = β) = γ) = 6 Να θεωρήσετε τον αστέρα σα ομογενή σφαίρα με ροπή αδράνειας 5 I cm = mr. Μονάδες Μονάδες. Σφαίρα μάζας m κινείται με ταχύτητα υ και συγκρούεται κεντρικά και ελαστικά με ακίνητη σφαίρα μάζας m =m. Η μεταβολή της ορμής της πρώτης σφαίρας θα είναι ίση με: Α) Β) Γ) m υ υ m υ m ΘΕΜΑ ο Μονάδες Ένα αρμονικό κύμα διαδίδεται σε ελαστικό μέσο προς την αρνητική κατεύθυνση του ημιάξονα Οx με εξίσωση =, ημ( π + πx) (S.I.). Το κύμα αυτό ανακλάται σε κατακόρυφο επίπεδο και το y ανακλώμενο κύμα διαδίδεται με εξίσωση =, ημ( π πx + π) ( S.I.). Η συμβολή των δύο y κυμάτων δημιουργεί στάσιμο κύμα. Θεωρούμε ότι όλες οι αποστάσεις μετρώνται από την ή Ο του ημιάξονα Οx. Α) Να γράψετε την εξίσωση του στάσιμου κύματος. Β) Να υπολογίσετε τις θέσεις των δεσμών και των κοιλιών του στάσιμου κύματος αν αυτό έχει μήκος d=,5 m.

4 Γ) Να σχεδιάσετε το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος τη χρονική στιγμή = sec μετά τη στιγμή = που δημιουργήθηκε το στάσιμο κύμα. Δ) Να υπολογίσετε την απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας του σημείου Κ που απέχει από την ή Ο απόσταση ΘΕΜΑ ο x = m τη στιγμή που η πρώτη κοιλία έχει απομάκρυνση, m. 6 Ομογενής ράβδος ΑΒ μάζας M= kgr και μήκους L= m μπορεί να στρέφεται σε οριζόντιο επίπεδο γύρω από το άκρο της Α. Στο άκρο Β της ράβδου ενεργεί σταθερή οριζόντια δύναμη Μονάδες 7 F = N εφαπτόμενη στη ράβδο η οποία και την περιστρέφει. Τα σώματα Σ και Σ έχουν π μάζες αντίστοιχα m = gr και m = gr εφάπτονται μεταξύ τους και ισορροπούν τοποθετημένα στο άκρο ιδανικού ελατηρίου σταθεράς Κ= N/m. Συμπιέζουμε το ελατήριο με τα σώματα κατά,m και το κρατάμε ακίνητο. Θέτουμε τη ράβδο σε κίνηση και ταυτόχρονα αφήνουμε το σύστημα ελεύθερο να εκέσει απλή αρμονική ταλάντωση. Τη στιγμή που τα σώματα περνούν από τη θέση του φυσικού μήκους του ελατηρίου αποκολλώνται χωρίς να μεταβληθεί η ενέργεια του συστήματος. Το σώμα Σ συνεχίζει να εκεί απλή αρμονική ταλάντωση ενώ το σώμα Σ κινείται στο οριζόντιο δάπεδο με το οποίο εμφανίζει τριβή με συνεστή μ=,5. Το σώμα Σ συναντά το άκρο Β της ράβδου τη στιγμή που η ράβδος περνά από τέτοια θέση ώστε να είναι κάθετη στη διεύθυνση κίνησης του. Η κρούση που ακολουθεί είναι πλαστική ενώ τη στιγμή της κρούσης παύει να ενεργεί στη ράβδο η δύναμη F r. Να υπολογίσετε Α) το νέο πλάτος ταλάντωσης του Σ μετά την αποκόλληση από αυτό του σώματος Σ. Β) Το διάστημα που θα διανύσει το σώμα Σ αν γνωρίζουμε ότι η ράβδος έχει διαγράψει πλήρη περιστροφή μέχρι τη στιγμή της κρούσης. Μονάδες 8 Γ) Τη γωνία στροφής του συσσωματώματος ράβδου Σ τη στιγμή που το σώμα Σ περνά για πρώτη φορά, κατά την ταλάντωσή του, από τη θέση ισορροπίας του. Δ) το ρυθμό μεταβολής της στροφορμής του συσσωματώματος αμέσως μετά τη πλαστική κρούση. F m m

5 Δίνεται η ροπή αδράνειας της ράβδου ως προς άξονα που περνά από το κέντρο μάζας της 9 π και =, 8. 5 ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ. ML I = cm,

6 6 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο δ β γ β 5 ΣΛΛΣΣ ΘΕΜΑ ο β διότι I I U U LI LI = = = =,75 ή -75% U LI I β διότι d n c = = = > n > n n d c a γ διότι Iω mr ω ω = = = () αλλά I ω mr ω 6 ω R ω = Iω mr ω = mr ω m ω = mr ω ω = I 6 6 ω Οπότε η () γράφεται = = 6 6ω γ διότι mυ υ υ = = και m + m r r r mυ p = p p Δp = mυ = άρα Δ Δ 6ω mυ = p ΘΕΜΑ ο π π Α) y = y + y =, συν(π x ) ημ(π + ) λστ Β) Κοιλίες x = (k + ) δηλαδή /8 m, /8 m Δεσμοί x = kλστ δηλαδή, ¼ m, ½ m Γ) Στιγμιότυπο σε χρόνο = sec δηλαδή =T. y(m), -, = = T,5 x(m),5 x(m)

7 7 Δ) Αφού η πρώτη κοιλία βρίσκεται στη θέση της μέγιστης απομάκρυνσης και όλα τα υπόλοιπα σημεία του στάσιμου κύματος θα βρίσκονται στην αντίστοιχη θέση. Έτσι π π =,συν( π ) =,συν =, m 6 6 ΘΕΜΑ ο Α) Ταλάντωση Σ και Σ m + m π T = π = sec U = = (m + m ) υ υ = m /sec Άρα τα σώματα αποκολλώνται με ταχύτητες υ =υ = m/sec. Ταλάντωση Σ m π T = π = sec U = = mυ =, m Β) Για τη περιστροφή της ράβδου έχουμε L L L L Seiner : I = Icm + M( ) = M + M = M = kgrm Σ r τ = Iα r FL = Iα α = rad /sec π θ = α π = = π sec π ω = α ω = rad /sec Επομένως το σώμα Σ κινήθηκε για Κίνηση του σώματος Σ r r μmg ΣF = m α T = mα α = =,5 m / sec m S = υ Δ α Δ S =,6 m υ = υ - α Δ υ =,6 m /sec Γ) Πλαστική κρούση Lραβ L = Lσυστ Iω mυ L = (I + ml ) ω ω = T π 9π Δ = = π = =,8 sec Ομαλή στροφική κίνηση συσσωματώματος για χρόνο θ = ω =,55π rad r ΔL r ΔL Δ) = Στ = Δ Δ,55 rad /sec T π = = sec