ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 A ΦΑΣΗ ΦΥΣΙΚΗ

Transcript

1 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 ΤΑΞΗ: Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ Ημερομηνία: Παρασκεή 5 Ιανοαρίο 08 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΘΕΜΑ A Α. α Α. γ Α3. β Α4. γ Α5. α. Λάθος β. Σωστό γ. Σωστό. Σωστό ε. Λάθος ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: ΑΠΟ 0

2 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 ΘΕΜΑ Β Β. Σωστή επιλογή γ Τα αρμονικά κύματα, πο σμβάλλοντας παράγον το στάσιμο κύμα, έχον σχνότητα f και μήκος κύματος λ. Τα άκρα της χορής είναι εσμοί και μεταξύ τος έχον ημιοργηθεί τέσσερις κοιλίες και άλλοι τρείς εσμοί. Η απόσταση ύο ιαοχικών εσμών είναι λ. Άρα το μήκος της χορής L είναι: λ L= 4 L= λ ( ) Έστω ότι τα αρμονικά κύματα, πο σμβάλλοντας παράγον το νέο στάσιμο κύμα, έχον σχνότητα f και μήκος κύματος λ. Τα άκρα της χορής είναι εσμοί και μεταξύ τος έχει ημιοργηθεί μια κοιλία. λ Σνεπώς το μήκος της χορής είναι L= ( ). λ Από () και () έχομε ότι λ= λ = 4λ ( 3). Η ταχύτητα ιάοσης των τρεχόντων κμάτων παραμένει σταθερή ιότι εν άλλαξε το μέσο ιάοσης. Σύμφωνα με τη θεμελιώη εξίσωση της κματικής η σχέση (3) θα γίνει: f = 4 f f = f 4 ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: ΑΠΟ 0

3 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 Η μεταβολή της σχνότητας είναι: f 3f f = f f f = f f = 4 4 Δηλαή η σχνότητα μειώθηκε κατά 3f 4. Β. Σωστή επιλογή β «Η περίοος το ιακροτήματος είναι ίση με το χρονικό ιάστημα πο μεσολαβεί μεταξύ ύο ιαοχικών μεγιστοποιήσεων ή ύο ιαοχικών μηενισμών της έντασης το ήχο». Επομένως η περίοος το ιακροτήματος είναι Τ Δ = 0,s και η σχνότητά το f = f = 0Hz. Γνωρίζομε ότι f T = f f και μας ίνεται ότι f > f. Σνεπώς f = f f f = f f f = 490Hz. Ο σύνθετος ήχος πο καταγράφει ο ανιχνετής έχει γωνιακή σχνότητα ω +ω πf + πf ω= πf = f + f f = f = f = 495Hz Ο ζητούμενος λόγος είναι ίσος με: f 495 Hz f = = 49,5 = 49,5 f 0 Hz Β3. Σωστή επιλογή β Η μεταβολή της ορμής το σώματος εξαιτίας της κρούσης το με τον τοίχο είναι ίση με p= p p( ), όπο p και p η ορμή το σώματος ακριβώς πριν και αμέσως μετά την κρούση, αντίστοιχα. f ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 3 ΑΠΟ 0

4 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 Ορίζομε ως θετική τη φορά της ταχύτητας το σώματος ακριβώς πριν την κρούση. Η σχέση () θα γίνει: p= p p p= m ( ) m p = m + m 4 m = m + m = ( ) 3 3 Η μεταβολή της κινητικής ενέργειας το σώματος εξαιτίας της κρούσης το με τον τοίχο είναι ίση με: ( ) K = Kµετα Kπριν K = m ( ) m K = m m 3 4 K = m 9 ΘΕΜΑ Γ Γ. Από την εξίσωση της απομάκρνσης των πηγών λαμβάνομε τα εξής στοιχεία: Α=0,05mκαι ω=0π rad/s Η σχνότητα fταλάντωσης των πηγών θα είναι ίση με: ω 0π ω= π f f = f = f = 0Ηz π π Σύμφωνα με τη θεμελιώη εξίσωση της κματικής το μήκος κύματος θα ισούται με: 0,5 =λ f λ= f = m λ= 0,05m f 0 Η περίοος το κύματος είναι: T = T = s T = 0,s f 0 Το κύμα από την πηγή Π φτάνει στον φελλό τη χρονική στιγμή: r r 0,5 m = t = = t = 0, 45s t 0,5 s Το κύμα από την πηγή Π φτάνει στο φελλό τη χρονική στιγμή t = 0,3s. Οπότε η απόσταση το φελλού από την Π είναι: r = r = t r = ( 0,5 0,3) m r = 0,5m t Οι εξισώσεις των απομακρύνσεων των ταλαντώσεων, πο εκτελεί ο φελλός εξαιτίας κάθε κύματος ξεχωριστά, είναι: t r y A = ηµ π y = 0,05ηµ π( 0t 4,5) ( S. I. ), για t 0, 45 s Τ λ t r y A = ηµ π y = 0,05ηµ π( 0t 3) ( S. I. ), για t 0,3 s Τ λ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 4 ΑΠΟ 0

5 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 Γ. Τη χρονική στιγμή t=0,35sο φελλός εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση μόνο εξαιτίας το κύματος πο προέρχεται από την πηγή Π. Σνεπώς η ταχύτητα ταλάντωσης το φελλού είναι ίση με: t r = ωaσνπ = π σνπ( 0 0,35 3) Τ λ m =π σνπ = π s Η κινητική ενέργεια το φελλού τη χρονική στιγμή t=0,35s είναι ίση με: 3 Κ = m Κ = 0 π Κ = 0 J Γ3. Ο φελλός από τη χρονική στιγμή t=0μέχρι τη χρονική στιγμή t = 0,3 s ήταν ακίνητος, ιότι καμία κματική ιαταραχή πο προέρχεται από τις ο πηγές εν έχει φτάσει σε ατόν. y = 0, για 0 t < 0,3s Από τη χρονική στιγμή t = 0,3s έως τη χρονική στιγμή t = 0, 45s ο φελλός εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση μόνο εξαιτίας το κύματος πο προέρχεται από την πηγή Π, με εξίσωση: y = 0,05ηµ π 0t 3 S. I., για 0,3 s t < 0,45 s ( ) ( ) Α τρόπος Μετά τη χρονική στιγμή t = 0, 45s έχον φτάσει στο φελλό τα κύματα πο προέρχονται και από τις ύο πηγές. Το πλάτος ταλάντωσης το φελλού είναι ίσο με: r r 0, 5 0,5 Α = A σνπ = 0,05 σνπ = 0 λ 0,05 Επομένως ο φελλός εξαιτίας της σμβολής των ύο κμάτων σε ατόνακινητοποιείται. Δηλαή: y = 0, για t 0.45s Β τρόπος Μετά τη χρονική στιγμή t = 0, 45s έχον φτάσει στο φελλό τα κύματα πο προέρχονται και από τις ύο πηγές. Αν ο φελλός βρίσκεται σε κροσσό απόσβεσης, τότε θα ισχύει ότι: λ r r = ( κ+ ) με κ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 5 ΑΠΟ 0

6 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 Με αντικατάσταση έχομε: ( ) 0,05 0, 5 0,5 = κ+ κ= Επομένως ο φελλός εξαιτίας της σμβολής των ύο κμάτων σε ατόν ακινητοποιείται. Δηλαή: y = 0, για t 0.45s Άρα η γραφική παράσταση της απομάκρνσης το φελλού σναρτήσει το χρόνο για το χρονικό ιάστημα 0 t 0,55s, είναι: Γ4. Η ταχύτητα ιάοσης των κμάτων στο άγνωστο γρό θα είναι ίση με: 50 m = + 50% = 0,5 + 0,5 = 0,75 00 s Η σχνότητα ταλάντωσης των ο πηγών ε μεταβλήθηκε. Σύμφωνα με τη θεμελιώη εξίσωση της κματικής το νέο μήκος κύματος θα ισούται με: 0,75 =λ f λ= λ= m λ= 0,075m f 0 Tο νέο πλάτος ταλάντωσης το φελλού θα είναι: r r 0, 5 0,5 Α = A σνπ = 0,05 σνπ λ 0,075 Α = 0,05 = 0,m Η μέγιστη ταχύτητα ταλάντωσης το φελλού μετά τη σμβολή των κμάτων σε ατόν ισούται με: m max =ω Α max = 0π 0, max = π s ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 6 ΑΠΟ 0

7 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 ΘΕΜΑ Δ Δ. Στη θέση ισορροπίας το σώματος Σ ισχύει ότι: m g ημφ ΣF x=0 Fελ wx = 0 k Δ 0=m g ημφ Δ 0= = 0,05m k Η κκλική σχνότητα ω της ταλάντωσης το σώματος Σ είναι ίση με: D 00 rad ω = = ω = 0 m s Η περίοος Τ της ταλάντωσης το σώματος Σ είναι ίση με: π π π Τ = = s Τ = s ω 0 5 Το σώμα Σ αρχίζει να ταλαντώνεται από θέση πλάτος και σγκρούεται με το σώμα Σ όταν ιέρχεται από τη θέση ισορροπίας το για εύτερη φορά μετά τη χρονική στιγμή t = 0. Σνεπώς η χρονική στιγμή της πρόσκροσης των ύο σωμάτων είναι ίση με: 3Τ 3π t = t = s 4 0 Το σώμα Σ αμέσως μετά το κόψιμο το νήματος αρχίζει να εκτελεί εθύγραμμη ομαλά επιταχνόμενη κίνηση. Εφαρμόζομε το θεμελιώη νόμο της μηχανικής στον άξονα της κίνησης το σώματος Σ και έχομε ότι: m Σ Fx = m α wx = m α m g ηµ = m α α = g ηµ α = 5 s ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 7 ΑΠΟ 0

8 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 Από τη χρονική στιγμή t = 0 έως τη χρονική στιγμή της πρόσκροσης των ύο σωμάτων, το σώμα Σ έχει ιανύσει απόσταση: π π s = α t s = 5 m s = m s m 0 = Σνεπώς η κατακόρφη μετατόπιση το σώματος Σ από τη χρονική στιγμή t = 0έως τη χρονική στιγμή της πρόσκροσης, είναι ίση με: h 9 9 ηµ = h = ηµ s = h = m h m s = 6 3 Δ. Εφαρμόζομε τη ιατήρηση της ενέργειας για την ταλάντωση το σώματος Σ τη χρονική στιγμή t = 0. π Ε Τ = K + UΤ DΑ = 0 + Dd Α = d = m 40 Το μέτρο της ταχύτητας το σώματος Σ ακριβώς πριν την κρούση είναι ίσο με: π m = max =ω Α = 4 s ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 8 ΑΠΟ 0

9 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 Το μέτρο της ταχύτητας το σώματος Σ ακριβώς πριν την κρούση είναι ίσο με: 3π m =α t = 4 s Εφαρμόζομε την αρχή ιατήρησης της ορμής (Α.Δ.Ο.) κατά την κρούση των ύο σωμάτων, το σύστημα των οποίων θεωρούμε μονωμένο. p = p p + p = p m + m = m + m Σ ( ) ( ά) ( ) σστ πριν σστ µετ Σ π 3π m m m = ( m+ m) Σ = Σ Σ =π 4 4 s Η μεταβολή της κινητικής ενέργειας το σστήματος εξαιτίας της κρούσης είναι ίση με: Κ =Κ ( ) Κ ( ) Κ = ( m+ m) Σ m m σστ µετα σστ πριν π 3π 0 90 Κ = π J Κ = 0 J Κ = J = 30,65J 3 Δ3. Στη θέση ισορροπίας το σσσωματώματος ισχύει ότι: ΣF x=0 F ελ w x = 0 k Δ = ( m + m ) g ημφ ( m+ m) g ημφ Δ = = 0,m k Εφαρμόζομε τη ιατήρηση της ενέργειας για την ταλάντωση το σσσωματώματος αμέσως μετά την κρούση. Ε Τ = K+ UΤ DΑ = ( m+ m) Σ + D( ) 0 ( ) Α = π ,05 00Α = 0 + 0, 5 Α = Α= m = 0, 45m Η μέγιστη τιμή το μέτρο της ύναμης επαναφοράς θα ισούται με: 9 Σ Fmax = D Α Σ Fmax = 00 N Σ Fmax = 45N 0 ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 9 ΑΠΟ 0

10 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 08 Δ4. Σε μια τχαία θέση της ταλάντωσης το σσσωματώματος ισχύει ότι: Σ F = D x F w = D x F = m + m g ημφ D x ( ) F = 0 00 x ( S. I. ), x ελ [ 0, 45m, + 0, 45m] x ελ x ελ Οι απαντήσεις είναι ενεικτικές. Κάθε επιστημονικά τεκμηριωμένη απάντηση είναι αποεκτή. ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΣΕΛΙΔΑ: 0 ΑΠΟ 0