- 17 Ερωτήσεις Αξιολόγησης για ΤΕΣΤ Θεωρίας.

Transcript

1 Test Αξιολόγησης: ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Καμπυλόγραμμες Κινήσεις (Οριζόντια Βολή,Ο.Κ.Κ.) - 17 Ερωτήσεις Αξιολόγησης για ΤΕΣΤ Θεωρίας. Εισηγητής : Γ. Φ. Σ ι ώ ρ η ς - Φυσικός,(Prof.GFS). 1. Δύο μπάλες Α και Β με μάζες m και 3m αντίστοιχα, αφήνονται να πέσουν ταυτόχρονα και ελεύθερα από το ίδιο ύψος h στο έδαφος. Αν Ua και Ub οι ταχύτητες που έχουν οι μπάλες ακριβώς πριν συναντήσουν το έδαφος και ta και tb οι αντίστοιχοι χρόνοι της πτώσης των, τότε είναι: α) Ua>Ub και ta=tb β) Ua=Ub και ta<tb γ) Ua=Ub και ta=tb δ) Ua<Ub και ta>tb Εξήγηση: Στην ελεύθερη πτώση το κοινό ύψος που έχουν να διατρέξουν τα σώματα καθορίζει τον κοινό χρόνο καθώς και την ίδια ταχύτητα. Οι νόμοι στην ελεύθερη πτώση είναι ανεξάρτητοι της μάζας των σωμάτων. 2. Από αεροπλάνο που κινείται οριζόντια σε σταθερό ύψος και με σταθερή ταχύτητα, αφήνεται ελεύθερη μια βόμβα. Τι εκτίμηση για το είδος της κίνησης έχει ο πιλότος του αεροπλάνου; α)ελεύθερη πτώση. β)οριζόντια βολή. γ)ευθύγραμμη ομαλή. δ)κατακόρυφη βολή προς τα κάτω. Εξήγηση: Ο πιλότος μέσα στο αεροπλάνο που εκτελεί Ε.Ο.Κ. στον οριζόντιο άξονα αντιλαμβάνεται την κίνηση της βόμβας στον κατακόρυφο άξονα που είναι η ελεύθερη πτώση. Για ακίνητο παρατηρητή η κίνηση της βόμβας είναι οριζόντια βολή! 3. Δυο σώματα Α και Β εκτοξεύονται ταυτόχρονα από το ίδιο ύψος, με οριζόντιες ταχύτητες υ Α και υ Β, όπου υ Α > υ Β. Ποια πρόταση είναι σωστή ; α) Το σώμα Α φτάνει συντομότερα στο έδαφος. β)τα σώματα φτάνουν ταυτόχρονα στο έδαφος. γ)τα σώματα φτάνουν με ταχύτητα ίσου μέτρου στο έδαφος. δ)τα σώματα δεν έχουν την ίδια επιτάχυνση. Εξήγηση: Το κοινό ύψος Η και η κοινή επιτάχυνση της βαρύτητας στον ίδιο τόπο καθορίζουν τον κοινό χρόνο πτώσης για τα δύο σώματα. 1

2 4. Ένα σώμα εκτοξεύεται οριζόντια από ύψος h από το έδαφος. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστή; α) Το σώμα προσκρούει στο έδαφος κάθετα. β) Η οριζόντια συνιστώσα της ταχύτητας του σώματος αυξάνεται ανάλογα με το χρόνο. γ) Η κατακόρυφη συνιστώσα της ταχύτητας του σώματος αυξάνεται ανάλογα με το χρόνο. δ) Η επιτάχυνση του σώματος μεταβάλλεται ανάλογα με το χρόνο. Εξήγηση: Σύμφωνα με την αρχή της επαλληλίας το σώμα εκτελεί ελεύθερη πτώση και είναι U ψ = g t, δηλαδή η κατακόρυφη συνιστώσα της ταχύτητας είναι ανάλογη του χρόνου πτώσης. 5. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή αναφορικά με την ομαλή κυκλική κίνηση ενός υλικού σημειακού σώματος ; α) Η κεντρομόλος επιτάχυνση είναι μία πρόσθετη δύναμη που ασκείται στο σώμα, απαραίτητη για να εκτελέσει αυτό ομαλή κυκλική κίνηση. β) Η κεντρομόλος επιτάχυνση έχει διεύθυνση κάθετη στην ακτίνα της κυκλικής τροχιάς. γ) Η κεντρομόλος επιτάχυνση έχει μέτρο : α κ = υ 2 /R. δ) Όλες οι παραπάνω προτάσεις είναι λανθασμένες. Εξήγηση: Προφανής, βλ.θεωρία για το μέτρο της κεντρομόλου επιτάχυνσης. 6. Η ένδειξη ενός ρολογιού τοίχου είναι 3 ακριβώς. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; α ) Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μέχρι τη στιγμή που ο λεπτοδείκτης και ο ωροδείκτης θα συμπέσουν είναι ¼ h. β ) Τη στιγμή κατά την οποία η ένδειξη του ρολογιού είναι 6 ακριβώς, ο ωροδείκτης έχει στραφεί κατά γωνία π/4 και ο λεπτοδείκτης κατά 6π. γ ) Και οι δύο προτάσεις είναι σωστές. δ ) Καμιά από τις παραπάνω προτάσεις δεν είναι σωστή. Εξήγηση: Προφανής. 2

3 7. Ένα σώμα ρίχνεται οριζόντια από ύψος h= 320m από το έδαφος με ταχύτητα υ ο = 60m/s. Να βρείτε για το σώμα τον ολικό χρόνο της κίνησής του και την οριζόντια απόσταση από το σημείο βολής, όταν αυτό φτάνει στο έδαφος. α ) t =6 sec, x = 360 m β ) t = 8 sec, x = 480 m γ ) t = 5 sec, x = 300 m δ ) t = 32 s, x = 600 m Εξήγηση: Από τη σχέση h = ½ g t 2 αντικαθιστώντας και επιλύοντας, υπολογίζουμε το χρόνο t= 8 s και αντικαθιστώντας το χρόνο στον τύπο του βεληνεκούς βρίσκουμε x = υ. t = 6 0 m/s. 8 s = 480 m.- 8. Από αεροπλάνο, που πετά οριζόντια σε ύψος h = 1500 m από το έδαφος με σταθερή ταχύτητα μέτρου υ ο = 100 m/s, αφήνεται να πέσει μια βόμβα, η οποία χτυπά σε ακίνητο στόχο. Να βρείτε με ποια γωνία ως προς την οριζόντια διεύθυνση βλέπει ο πιλότος το στόχο τη στιγμή που αφήνει τη βόμβα. α) 45 ο β) 75 ο γ) 90 ο δ) 60 ο Εξήγηση: Από τη σχέση h = ½ g t 2 αντικαθιστώντας και επιλύοντας, υπολογίζουμε το χρόνο t = 10 3 ss και αντικαθιστώντας το χρόνο στον τύπο για την ταχύτητα βρίσκουμε υ ψ =g t = m/s, οπότε εφθ= υ ψ / υ χ = 3, άρα θ=60 ο. 9. Δύο αθλητές δρομείς Α και Β ξεκινούν ταυτόχρονα από το ίδιο σημείο ενός κυκλικού στίβου ακτίνας R= 20/π m. Αν οι τιμές των ταχυτήτων με τις οποίες κινούνται είναι σταθερές και ίσες με 10m/s για το Α και 8m/s για το Β, σε πόσο χρονικό διάστημα από την εκκίνησή τους ο Α θα προσπερνάει τον Β για πρώτη φορά αν οι δρομείς κινούνται ομόρροπα ; α ) 20 s β )18 s γ) 16 s Εξήγηση: Είναι το τόξο πού διαγράφει ο Α κατά μία περίμετρο σταδίου περισσότερο από αυτό που διαγράφει ο Β,οπότε 40= 2 t t = 20 sec. 10. Ένας δίσκος περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω= 10π rad /s. Να υπολογίσετε και να επιλέξετε την συχνότητα f και την περίοδο T της ομαλής κυκλικής κίνησης που εκτελεί κάθε σημείο του από τα παρακάτω ζεύγη τιμών: α ) 5 Ηz, 1/5 sec β) 10 Hz, 5 sec γ) 2 Ηz, 0,5 sec Εξήγηση: Είναι ω = 2 π f = 2π/Τ, επιλύοντας υπολογίζουμε τα ζητούμενα. 3

4 11. Σώμα μάζας 2kg είναι δεμένο στην άκρη νήματος μήκους 1m και εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση σε λείο οριζόντιο επίπεδο με συχνότητα 5/π Hz. Να βρείτε τη κεντρομόλο δύναμη. α) 100 Ν β ) 200 Ν γ ) 10 Ν δ ) 220 Ν Εξήγηση: Η κεντρομόλος δύναμη έχει μέτρο : F κ =m υ 2 /R = 4π 2 f 2 m R =200 N. 12. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις με (Σ), αν είναι σωστές και με (Λ), αν είναι λανθασμένες. α) Η ταχύτητα ενός δορυφόρου εξαρτάται από τη μάζα του. β) Η ταχύτητα ενός δορυφόρου εξαρτάται μόνο από το ύψος h πάνω από την επιφάνεια της Γης, στο οποίο στρέφεται. γ ) Ένας δορυφόρος της Γης δεν ασκεί στη Γη καμία δύναμη. δ ) Σε ορισμένους δορυφόρους της, η Γη δεν ασκεί ελκτική δύναμη γιατί απέχει από αυτούς μεγάλη απόσταση. Εξήγηση: Το βάρος του δορυφόρου σε εκείνο το ύψος λειτουργεί αδρανειακά σαν κεντρομόλος δύναμη. 13. Όταν ένας δορυφόρος στρέφεται σε κυκλική τροχιά ακτίνας r έχει γραμμική ταχύτητα μέτρου υ. Ποια πρέπει να είναι η ακτίνα της κυκλικής τροχιάς του δορυφόρου ώστε να περιστρέφεται με γραμμική ταχύτητα διπλάσιου μέτρου; α ) 2r β ) 4r γ ) 0,5r δ ) 0,25r Εξήγηση: Το βάρος του δορυφόρου σε εκείνο το ύψος λειτουργεί αδρανειακά σαν GG MMΓΓΓΓΓΓ κεντρομόλος δύναμη επιλύοντας προκύπτει : U satellite = rr 14. Δυο σώματα Α και Β εκτοξεύονται ταυτόχρονα από το ίδιο ύψος, με οριζόντιες ταχύτητες υ Α και υ Β, όπου υ Α > υ Β. Ποια πρόταση είναι σωστή ; α) Τα σώματα θα χτυπήσουν στο ίδιο σημείο του εδάφους. β) Τα σώματα κάθε χρονική στιγμή θα βρίσκονται στην ίδια κατακόρυφο. γ) Τα σώματα κάθε χρονική στιγμή θα βρίσκονται στο ίδιο ύψος. δ) Καμία από τις παραπάνω. Εξήγηση: Το κοινό ύψος Η και η κοινή επιτάχυνση της βαρύτητας στον ίδιο τόπο, καθορίζουν στον κοινό χρόνο πτώσης για τα δύο σώματα, ότι θα βρίσκονται στο ίδιο ύψος. 15. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή αναφορικά με την ομαλή κυκλική κίνηση ενός υλικού σημειακού σώματος ; 4

5 α) Η κεντρομόλος επιτάχυνση είναι μία πρόσθετη δύναμη που ασκείται στο σώμα, απαραίτητη για να εκτελέσει αυτό ομαλή κυκλική κίνηση. β) Η κεντρομόλος επιτάχυνση έχει διεύθυνση παράλληλη στην ακτίνα της κυκλικής τροχιάς. γ) Η κεντρομόλος επιτάχυνση έχει μέτρο F κ = mυ 2 /R. δ) Όλες οι παραπάνω προτάσεις είναι λανθασμένες. Εξήγηση: Προφανής βλ.θεωρία για τα χαρακτηριστικά της κεντρομόλου επιτάχυνσης στην Ο.Κ.Κ. 16. Δύο δρομείς Α και Β ξεκινούν ταυτόχρονα από το ίδιο σημείο ενός κυκλικού στίβου ακτίνας R= 300/π m. Αν οι τιμές των ταχυτήτων με τις οποίες κινούνται είναι σταθερές και ίσες με 7m/s για το Α και 8m/s για το Β, σε πόσο χρονικό διάστημα από την εκκίνησή τους ο Α θα προσπερνάει τον Β για πρώτη φορά αν οι δρομείς κινούνται αντίρροπα ; α ) 40 s β ) 28 s γ) 16 s δ ) 30 s Εξήγηση: Είναι τα τόξα πού διαγράφει ο Α και ο Β αθροιζόμενα μία περίμετρος σταδίου, οπότε 2πR = 600 = 15 t t = 40 sec. 17. Ένας δίσκος DVD περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω= 100 rad /s. Να υπολογίσετε και να επιλέξετε τις τιμές των γραμμικών ταχυτήτων δύο σημείων Α και Β του δίσκου που απέχουν από το κέντρο του αποστάσεις αντίστοιχα R 1 = 0,025m και R 2 = 0,05m. α) υ1= 2,5m/s υ2= 5m/s β) υ1= 0,25m/s υ2= 0,5m/s Εξήγηση: Με αντικατάσταση στη σχέση γραμμικής-γωνιακής ταχύτητας υ = ω R. 5