γραπτή εξέταση στη ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ θετικών σπουδών

Transcript

1 η εξεταστική περίοδος από 9/0/ έως 6// γραπτή εξέταση στη ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ θετικών σποδών Τάξη: Β Λκείο Τμήμα: Βαθμός: Ημερομηνία: 09//0 Ύλη: Ονοματεπώνμο: Καθηγητής: Οριζόντια βολή Ομαλή κκλική κίνηση Ορμή και κρούση Θ Ε Μ Α A Στις ερωτήσεις Α-Α να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. A. Σε μια κρούση δο σφαιρών: α. το άθροισμα των ταχτήτων των σφαιρών πριν την κρούση είναι πάντα ίσο με το άθροισμα των ταχτήτων μετά την κρούση. β. το άθροισμα των ορμών των σφαιρών πριν την κρούση είναι πάντα ίσο με το άθροισμα των ορμών τος μετά την κρούση. γ. δημιοργείται πάντα σσσωμάτωμα. δ. η μεταβολή της ορμής της ης σφαίρας είναι ίση με τη μεταβολή της ορμής της ης. A. Από την ταράτσα μιας πολκατοικίας εκτοξεύομε μια μπάλα με οριζόντια ταχύτητα. Η κίνηση της μπάλας είναι α. εθύγραμμη ομαλή. β. οριζόντια βολή. γ. εθύγραμμη ομαλά επιταχνόμενη. δ. ομαλή κκλική. A3. Στην ομαλή κκλική κίνηση η γραμμική ταχύτητα: α. είναι μέγεθος σταθερό. β. εκφράζει τον ρθμό πο η επιβατική ακτίνα διαγράφει γωνίες. γ. έχει διάνσμα εφαπτόμενο κάθε στιγμή στην κκλική τροχιά. δ. έχει φορά προς το κέντρο της κκλικής τροχιάς. A. Η ορμή ενός σώματος παραμένει σταθερή όταν: α. εκτελεί ομαλή κκλική κίνηση. β. σγκρούεται με ένα άλλο σώμα. γ. δέχεται σταθερή σνισταμένη κίνηση. δ. εκτελεί εθύγραμμη ομαλή κίνηση.

2 η εξεταστική περίοδος από 9/0/ έως 6// Α5. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις, πο αναφέρονται στην ομαλή κκλική κίνηση ενός σώματος, είναι σωστές και ποιες λάθος; α. Το μέτρο της γραμμικής ταχύτητας είναι σταθερό. β. Το διάνσμα της γραμμικής ταχύτητας είναι σταθερό. γ. Η κεντρομόλος επιτάχνση είναι κάθε στιγμή κάθετη στην γραμμική ταχύτητα. δ. Το μέτρο της κεντρομόλο επιτάχνσης είναι σταθερό. ε. Για να πραγματοποιήσει ένα σώμα κκλική κίνηση δεν απαιτείται δύναμη. Θ Ε Μ Α Β Β. Ένα σώμα Σ μάζας εκτελεί οριζόντια βολή από ύψος h με αρχική ταχύτητα ο. Ένα δεύτερο σώμα Σ μάζας εκτελεί οριζόντια βολή από το ίδιο ύψος h με αρχική ταχύτητα ο. Ο χρόνος πο χρειάζεται το πρώτο σώμα για να φτάσει στο έδαφος είναι t, ενώ ο χρόνος πο χρειάζεται το δεύτερο σώμα για να φτάσει στο έδαφος είναι t. Η σχέση πο σνδέει τος δο παραπάνω χρόνος είναι: α. t t β. t t γ. t t i) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. ii) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Μονάδες ) Σ Σ Μ Ο λόγος των περιόδων των δο κκλικών κινήσεων είναι: Β. Δο σώματα Σ και Σ ξεκινούν τη χρονική στιγμή t o 0 να εκτελούν ομαλή κκλική κίνηση από το ίδιο σημείο Μ όπως φαίνεται στο σχήμα με περιόδος Τ και Τ αντίστοιχα. Τη χρονική στιγμή t τα σώματα σναντιούνται στο σημείο Μ για πρώτη φορά μετά τη χρονική στιγμή t ο 0 με το Σ να έχει κάνει περιστροφές και το Σ να κάνει 6 περιστροφές. Τ 3 Τ α. β. Τ Τ γ. Τ Τ 3 i) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. ii) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Μονάδες ) 0 Β3. Ένα σώμα μάζας κινείται σε λείο οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα. Το σώμα σγκρούεται πλαστικά με δεύτερο σώμα μάζας 3 το οποίο ήταν ακίνητο. Αν Κ είναι η αρχική κινητική ενέργεια το σώματος πριν την κρούση και Κ σ η κινητική ενέργεια το σσσωματώματος μετά την κρούση, τότε ο λόγος των κινητικών ενεργειών είναι:

3 η εξεταστική περίοδος από 9/0/ έως 6// Κ α. Κ β. Κ σ Κ γ. Κ 6 σ Κ σ i) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. ii) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Μονάδες ) (Μονάδες 7) Θ Ε Μ Α Γ Δίσκος ακτίνας R5 εκτελεί ομαλή κκλική κίνηση με περίοδο Τ0,5s. Ο δίσκος περιστρέφεται σε οριζόντιο επίπεδο σε ύψος h0 πάνω από το έδαφος. Πάνω στην περιφέρεια το δίσκο είναι κολλημένα σε αντιδιαμετρικά σημεία Α και Β δο σώματα Σ και Σ, μάζας 3kg και 5kg αντίστοιχα. Να πολογιστούν: Γ. Το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας το δίσκο. Γ. Το μέτρο της γραμμικής ταχύτητας καθενός σώματος. Γ3. Η κεντρομόλος δύναμη πο δέχεται το σώμα Σ. μονάδες 3 Γ. Το μήκος το τόξο πο έχει διανύσει το σώμα Σ, τη στιγμή πο έχει διαγράψει γωνία Δφ80 μονάδες 6 Κάποια στιγμή αξάνομε την σχνότητα το δίσκο κατά Hz και τα δο σώματα ξεκολλάνε από το δίσκο τατόχρονα Γ5. Να βρεθεί η απόσταση μεταξύ των δο σωμάτων όταν φτάσον στο έδαφος. Δίνονται: g0 /s, π 0, 60π 50 μονάδες 6 Θ Ε Μ Α Δ (Α) l (Γ) Στο σχήμα το σώμα Σ έχει μάζα Kg και αφήνεται να κινηθεί από την θέση (Α) στερεωμένο στην άκρη οριζόντιο νήματος μήκος 0,. Τη στιγμή πο φτάνει στην κατώτερη θέση (Γ) έχει ταχύτητα και σγκρούεται με ένα ακίνητο σώμα Σ μάζας Kg. Μετά την κρούση το σώμα Σ παραμένει ακίνητο ενώ το σώμα Σ με την ταχύτητα πο απόκτησε κάνει οριζόντια βολή από ύψος h0. h 3 3 Δ. Να πολογίσετε την ταχύτητα το σώματος Σ αμέσως μετά την κρούση. (Μονάδες 8) Δ. Να ελέγξετε αν η κρούση είναι ελαστική ή ανελαστική. (Μονάδες 5) Δ3. Να πολογίσετε το μέτρο της ταχύτητας το σώματος Σ τη χρο- 3

4 η εξεταστική περίοδος από 9/0/ έως 6// νική στιγμή πο η οριζόντια και η κατακόρφη μετατόπισή το είναι ίσες. Τη χρονική στιγμή πο το σώμα Σ ξεκινάει την οριζόντια βολή, ένα σώμα Σ 3 ξεκινάει να κινείται εθύγραμμα ομαλά με ταχύτητα 3 /s όπως φαίνεται στο σχήμα. Δ. Να πολογίσετε πόσο θα απέχον τα σώματα Σ και Σ 3 τη στιγμή πο το Σ φτάνει στο έδαφος. Δίνεται g0 /s

5 η εξεταστική περίοδος από 9/0/ έως 6// ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟY ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Θ Ε Μ Α Α A. β Α. β Α3. γ Α. δ Α5. Σ, Λ, Σ,Σ, Λ Θ Ε Μ Α Β Β. i) Σωστή η α. ii) Ο χρόνος πο χρειάζεται για να φτάσει το σώμα στο έδαφος είναι: h h h gt h gt t t g g Από την παραπάνω σχέση φαίνεται ότι ο χρόνος εξαρτάται μόνο από το ύψος h. Αφού τα σώματα εκτελούν οριζόντια βολή από το ίδιο ύψος χρειάζονται τον ίδιο χρόνο για να φτάσον στο έδαφος. Β. i) Σωστή η α. Σ Σ Μ ii) Τη χρονική στιγμή πο θα σναντηθούν τα δο σώματα, το πρώτο θα έχει κάνει περιστροφές και το δεύτερο 6 περιστροφές. Άρα: t T T 6 T 3 T 6T t 6T T T πριν την κρούση 0 μετά την κρούση + Β3. i) Σωστή η β. ii) Υπολογίζομε την ταχύτητα το σσσωματώματος μετά την κρούση. p p ( ) ( ) αρχ τελ () Και ο λόγος των κινητικών ενεργειών πριν και μετά την κρούση είναι: Κ Κ ( ) Κ 6 Κ Κ σ σ ( Κ ) ( 3) Κσ Κσ + + Θ Ε Μ Α Γ π π Γ. ω ω π rad / s Τ 0,5 Γ. Τα δο σώματα περιστρέφονται με την ίδια γωνιακή ταχύτητα και απέχον ίδια απόσταση από το κέντρο το δίσκο, οπότε: Γ3. ω R π 5 0π / s ( 0π) u π F Fκ R 5 5 κ 000N --

6 η εξεταστική περίοδος από 9/0/ έως 6// Γ. Μετατρέπομε αρχικά τη γωνία από μοίρες σε ακτίνια: Δφ80 π rad Ο χρόνος πο απαιτείται για να διαγράψει ατή την γωνία είναι Δφ Δφ π ω Δt Δt Δt ω π sec Σε ατό το χρόνο το μήκος το τόξο πο θα έχει διανύσει θα είναι s Δt 0π s 5π Γ5. Ο δίσκος αρχικά περιστρεφόταν με σχνότητα f Hz T 0,5 Τη στιγμή πο ξεκόλλησαν τα σώματα, η σχνότητά το έγινε f ' f + Hz Οπότε η γραμμική ταχύτητα των σωμάτων εκείνη τη στιγμή είναι ' 0π /s. Επειδή τα σημεία Α και Β είναι αντιδιαμετρικά τα δο σώματα θα έχον αντίθετες ταχύτητες όταν ξεκολλήσον και θα κινηθούν προς αντίθετες κατεθύνσεις εκτελώντας και τα δο οριζόντια βολή από το ίδιο ύψος. Ο χρόνος πο απαιτείται για να φτάσον στο έδαφος είναι και για τα δο h 0 t sec. g 0 Η οριζόντια απόσταση πο θα διανύσον και τα δύο είναι s ' t 0π 80π s Άρα όταν φτάσον στο έδαφος θα απέχον s ολ s + s 60π ' πrf ' π 5 50 Θ Ε Μ Α Δ Δ. Εφαρμόζομε τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας μεταξύ των σημείων (Α) και (Γ) και πολογίζομε την ταχύτητα το σώματος Σ ακριβώς πριν την κρούση. Κ(Α) 0, U(Γ) 0 πριν την κρούση μετά την κρούση Κ(Α) + U(A) Κ(Γ) + U(Γ) g g 0 0, /s Εφαρμόζομε τη διατήρηση της ορμής και πολογίζομε την ταχύτητα το σώματος Σ αμέσως μετά την κρούση. p p /s αρχ τελ Δ. Υπολογίζομε την κινητική ενέργεια το σστήματος πριν και μετά την κρούση. Καρχ J Κτελ J Αφού η κινητική ενέργεια το σστήματος μειώνεται κατά την κρούση, ατή είναι ανελαστική. --

7 η εξεταστική περίοδος από 9/0/ έως 6// Δ3. Υπολογίζομε τη χρονική στιγμή πο η οριζόντια και η κατακόρφη μετατόπισή το σώματος Σ είναι ίσες. t 0 x y t gt t 0t 5t t 0 t ( 5t ) 0 5t 0 5t t 0,s Και το μέτρο της ταχύτητας το σώματος την παραπάνω χρονική στιγμή t t 0,s είναι: h y x y x x /s y g t 0 0, /s x x 3 d /s x y Δ. Υπολογίζομε το χρόνο πο χρειάζεται για να φτάσει το σώμα Σ στο έδαφος. h gt 0 0t t t s Η οριζόντια απόσταση πο έχει κινηθεί το σώμα Σ στον παραπάνω χρόνο είναι: x t Ενώ η οριζόντια απόσταση πο έχει κινηθεί το σώμα Σ 3 στον ίδιο χρόνο είναι: x3 3t 8 Και τα δο σώματα θα απέχον: d x x