Φυσική Α Λυκείου. Καραβοκυρός Χρήστος

Transcript

1 Φυσική Α Λυκείου Καραβοκυρός Χρήστος ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στην κόλα σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις - 4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α. Σώμα μάζας m κινείται σε οριζόντιο επίπεδο υπό την επίδραση οριζόντιας δύναμης. Αν η δύναμη υποδιπλασιαστεί, τότε η τριβή ολίσθησης που παρουσιάζει το σώμα με το οριζόντιο δάπεδο, θα: α. διπλασιαστεί β. υποδιπλασιαστεί γ. τετραπλασιαστεί δ. παραμείνει σταθερή Α. Ένα σώμα κινείται σε ευθύγραμμο δρόμο με σταθερή ταχύτητα u o προς τη θετική κατεύθυνση. Για να ελαττωθεί το μέτρο της ταχύτητας του σώματος πρέπει να ασκηθεί συνισταμένη δύναμη: α. Σ > 0. β. Σ < 0. γ. Σ = 0. δ. τίποτα από τα παραπάνω. Α3. Ένα ποδήλατο κινείται σε ευθύγραμμο δρόμο με ταχύτητα μεταβλητού μέτρου. Η αδράνεια του ποδηλάτου εξαρτάται από: α. την ταχύτητα του. β. την επιτάχυνση του. γ. την ταχύτητα και την επιτάχυνση του. δ. τη μάζα του. Α4. Ένα σώμα μάζας m = 0kg κινείται σε λείο ευθύγραμμο δρόμο αυξάνοντας την ταχύτητα του m/s κάθε δευτερόλεπτο. Η συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο σώμα έχει μέτρο: α. N. β. 5N. γ. 0N. δ. 0,N. Α5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, με το γράμμα (Σ), αν η πρόταση είναι σωστή ή με το γράμμα (Λ), αν η πρόταση είναι λάθος. α. Το βάρος είναι δύναμη επαής. β. Η μάζα είναι το μέτρο της αδράνειας ενός σώματος. γ. Δύο δυνάμεις = 6N και = 8N δεν γίνεται να έχουν συνισταμένη Σ = 0N δ. Η κατακόρυη βολή προς τα πάνω είναι ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση ε. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ σώματος και επιάνειας εξαρτάται από τη ύση των τριβομένων επιανειών και το βάρος του σώματος... Α. δ, Α β, Α3. δ, Α4. γ, Α5. α. Λ, β. Σ, γ. Λ, δ. Σ, ε. Λ

2 ΘΕΜΑ Β Β. Με βάση το διπλανό σχήμα ισχύει: α. Σ = 34N και Σ = Ν β. Σ = N και Σ = 0N γ. Σ = N και Σ = N δ. Σ = 34N και Σ = 0Ν Δίνεται ημ = 0,6 και συν = 0,8 = 6Ν 4 = 4N 3 = 0N = 0N Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Μονάδες 4 Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. Μονάδες 8 Αναλύουμε τη δύναμη 3 σε δύο συνιστώσες 3 και 3, που βρίσκονται πάνω στους άξονες και, αντίστοιχα. 3 = 3 συν 3 = (0 0, 8)N 3 = 8N και 3 = 3 ημ 3 = (0 0, 6)N 3 = 6N Υπολογίζουμε τη συνισταμένη των δυνάμεων, που βρίσκονται στον άξονα, ορίζοντας ως θετική ορά προς τα δεξιά. Σ = + 3 Σ = ( )Ν Σ = Ν Υπολογίζουμε τη συνισταμένη των δυνάμεων, που βρίσκονται στον άξονα, ορίζοντας ως θετική ορά προς τα πάνω. Σ = (6 4)Ν Σ = Ν Σωστή απάντηση είναι η (γ). Σ = Β. Μικρή σαίρα βάρους W κρέμεται με τη βοήθεια νήματος από οροή και ισορροπεί στην κατακόρυο. Όταν ασκούμε στη σαίρα οριζόντια δύναμη, αυτή ισορροπεί εκ νέου, όταν το τεντωμένο σχοινί σχηματίζει γωνία = 60 0 με την κατακόρυο. Ο λόγος Τ Τ είναι ίσος με: α. β. γ. Τ Τ δ. 3 Δίνονται συν60 = 3, ημ60 =. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Μονάδες 4 Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. Μονάδες 9

3 Το σώμα αρχικά ισορροπεί υπό την επίδραση της τάσης του νήματος Τ και του βάρους W. Τ W Επομένως Σ = 0 Τ = W() Τ Στη συνέχεια το σώμα ισορροπεί εκ νέου, υπό την επίδραση της τάσης του νήματος Τ, του βάρους W και της δύναμης. Αναλύουμε την τάση του νήματος Τ σε δύο συνιστώσες Τ και Τ, που βρίσκονται πάνω στους άξονες και, αντίστοιχα. T = Τ ημ Τ = Τ 3 () και Τ = Τ συν Τ = Τ (3) Συνθήκη ισορροπίας στον άξονα (), (3) Σ = 0 Τ W = 0 Τ Τ = 0 Τ = Τ Τ Τ = Σωστή απάντηση είναι η (β). ΘΕΜΑ Γ 3 μονάδες Σώμα μάζας m = kg ηρεμεί στη βάση κεκλιμένου επιπέδου s γωνίας κλίσεως = 30 0 που παρουσιάζει συντελεστή τριβής ολίσθησης μ = 3 3 o = 0 ασκείται στο σώμα δύναμη = 30N και το σώμα διανύει απόσταση S, σε χρόνο t, μέχρι να τάσει στην κορυή του κεκλιμένου επιπέδου βρίσκεται σε ύψος h = 5m. Να υπολογίσετε: Γ. Την κάθετη αντίδραση που δέχεται το σώμα από το 30 ο h επίπεδο. Γ. Την δύναμη της τριβής ολίσθησης που δέχεται το σώμα. W 3

4 Γ3. Την επιτάχυνση με την οποία θα κινηθεί το σώμα. Γ4. Το μήκος S του κεκλιμένου επιπέδου. Γ5. Τη χρονική στιγμή t Δίνονται ημ30 = 3, συν30 = s. s K u K N u o = 0 T B 30 ο B h 30 ο B Γ. Αναλύουμε το βάρος B σε δυο συνιστώσες Β και Β. Β = m g ημ30 ο Β = 0Ν Β = m g συν30 ο Β = 0 3Ν Συνθήκη ισορροπίας στον άξονα Σ = 0 N B = 0 N = B N = 0 3Ν Γ. Υπολογισμός τριβής ολίσθησης Τ = μ Ν Τ = 0Ν Γ3. ος Νόμος Νεύτωνα στον άξονα Σ = ma B Τ = ma a = B Τ m α = 5m/s 5 μονάδες 3 μονάδες Γ4.Μεγάλο τρίγωνο ημ30 ο = h h = s ημ30ο S S = 50m 4+ μονάδες Γ5. Το σώμα εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση χωρίς αρχική ταχύτητα και διανύει διάστημα s μέχρι να τάσει στην κορυή του κεκλιμένου επιπέδου τη χρονική στιγμή t. Άρα s = α t t = s a t = 0sec 4+ μονάδες 4

5 ΘΕΜΑ Δ Σώμα μάζας m = kg τη χρονική στιγμή t 0 = 0 ξεκινά από την ηρεμία και κινείται σε λείο ευθύγραμμο δρόμο, υπό την επίδραση σταθερής δύναμης = 0N, η οποία σχηματίζει γωνία = 30 ο με το οριζόντιο επίπεδο. Τη χρονική στιγμή t = 4sec καταργείται η δύναμη και ασκείται στο σώμα σταθερή δύναμη = 5N, αντίρροπη της ταχύτητας u του σώματος. Να υπολογίσετε: Δ. Τη δύναμη που δέχεται το σώμα από το οριζόντιο επίπεδο μέχρι τη χρονική στιγμή t. Μονάδες 6 Δ. Την επιτάχυνση του σώματος μέχρι τη χρονική στιγμή t. Μονάδες 6 Δ3. Την ταχύτητα u του σώματος τη χρονική στιγμή t. Δ4. Τη συνολική απόσταση που θα διανύσει το σώμα μέχρι να σταματήσει. Δίνονται g = 0m/s, ημ30 = 3, συν30 = και 3,75. t 0 = 0 t = 4s t 0 = 0 u 30 o Μονάδες 6 Μονάδες 7 t 0 = 0 N 60 o t = 4 u t u = 0 W s s stop s ολ Δ. Παρατηρούμε ότι η κίνηση χωρίζεται σε δυο άσεις. (α) (0 t ) ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση χωρίς αρχική ταχύτητα. (β) (t t ) ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση Τη χρονική στιγμή t 0 = 0 ορίζουμε ορθογώνιο σύστημα αξόνων και σχεδιάζουμε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα. Στη συνέχεια αναλύουμε τη δύναμη σε δυο συνιστώσες και, που βρίσκονται πάνω στους άξονες και, αντίστοιχα. = συν = 3 = 0 3N και = ημ = = 0N Συνθήκη ισορροπίας στον άξονα Σ = 0 N + W = 0 N = W N = mg N = ( 0 0)N N = 0N 5

6 Δ. Στο χρονικό διάστημα (0 t ) το σώμα εκτελεί Ε.Ο.Ε.Κ.(+) χωρίς αρχική ταχύτητα κι επομένως θα ισχύει: s = α t () u = a t() ος Νόμος Νεύτωνα (άξονας ) (0 t ) a = 0 3 ( m s) α = 8, 75m/s Σ = ma = ma a = m 4μονάδες Δ3. Από τη σχέση () υπολογίζουμε την ταχύτητα του σώματος τη χρονική στιγμή t. u = a t u = 8, 75 4( m ) u s = 35m/s 4+ Δ4. Στο χρονικό διάστημα (t t ) το σώμα εκτελεί Ε.Ο.Ε.Κ.(-) και σταματάει. Επομένως θα ισχύει: s stop = u (3) a ος Νόμος Νεύτωνα (άξονας ) (t t ) a = 5 (m s ) α =, 5m/s Από σχέση (3) έχουμε s stop = 35,5 m s stop = 45m Σ = ma = ma a = m () s = α t s = ( 8, 75 4 ) m s = 70m Άρα s ολ = s + s stop s ολ = 35m 6