Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 1 Ονοματεπώνυμο.. Υπεύθυνος Καθηγητής: Γκαραγκουνούλης Ιωάννης Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ << ΚΥΜΑΤΑ-ΣΤΕΡΕΟ >> Κυριακή

2 2 ΘΕΜΑ 1ο Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις ακόλουθες ημιτελείς προτάσεις 1-4 και, δίπλα του, το γράμμα που αντιστοιχεί στο σωστό συμπλήρωμά της. 1. Σε ένα στερεό ασκούνται 3 μη παράλληλες και ομοεπίπεδες δυνάμεις και το στερεό ισορροπεί. Τότε: a. το στερεό μπορεί να έχει σταθερή γωνιακή ταχύτητα. b. το στερεό μπορεί να έχει σταθερή γωνιακή επιτάχυνση. c. ισχύει και. d. ισχύει και. 2. Ο κατακόρυφος τροχός του σχήματος μπορεί να περιστρέφεται ως προς σταθερό οριζόντιο άξονα που περνάει από το σημείο Κ. Ο τροχός δέχεται το ζεύγος δυνάμεων του σχήματος. Η συνολική ροπή του ζεύγους είναι: a. b. c. d. 3. Η ροπή αδράνειας ενός στερεού, ως προς κάποιο άξονα περιστροφής, δεν εξαρτάται από: a. την κατανομή της μάζας του σώματος. b. το μέγεθος του σώματος. c. τη θέση του άξονα περιστροφής. d. τη ροπή των δυνάμεων που δέχεται το σώμα.

3 4. Μια οριζόντια ράβδος έχει τη δυνατότητα να στρέφεται γύρω από κατακόρυφο άξονα p, που διέρχεται από το άκρο της. Η ράβδος είναι ακίνητη και κάποια στιγμή δέχεται σταθερή ροπή ως προς τον άξονα p. Τότε: a. η γωνιακή της μετατόπιση είναι ανάλογη του χρόνου. 3 b. η γωνιακή της ταχύτητα μεταβάλλεται ανάλογα με το τετράγωνο του χρόνου. c. η γωνιακή της ταχύτητα μεταβάλλεται με σταθερό ρυθμό. d. η γωνιακή της επιτάχυνση είναι μηδενική. 5. Επιλέξτε τις σωστές από τις παρακάτω προτάσεις. a. Η μάζα κάποιου σώματος είναι σταθερό μέγεθος, ενώ η ροπή αδράνειάς του εξαρτάται κάθε φορά από τη θέση του άξονα περιστροφής. b. Η ροπή αδράνειας και η μάζα ενός σώματος εκφράζουν την αδράνεια που εμφανίζει το σώμα στη μεταβολή της στροφικής και της μεταφορικής κίνησης αντίστοιχα. c. Αν η συνισταμένη των δυνάμεων που δρουν σ' ένα σώμα είναι ίση με μηδέν, τότε και η συνισταμένη των ροπών των δυνάμεων αυτών ως προς οποιοδήποτε σημείο θα είναι ίση με μηδέν. d. Σύμφωνα με το Θεμελιώδη Νόμο της Στροφικής Κίνησης, αν διπλασιαστεί η συνισταμένη των ροπών που δέχεται ένα στερεό σώμα, θα διπλασιαστεί και η γωνιακή του ταχύτητα. e. Ο Θεμελιώδης Νόμος της Στροφικής Κίνησης ισχύει και στις σύνθετες κινήσεις, αρκεί ο άξονας γύρω από τον οποίο περιστρέφεται το σώμα να διέρχεται από το κέντρο μάζας του, να είναι άξονας συμμετρίας του και να μην αλλάζει κατεύθυνση κατά τη διάρκεια της κίνησης. Μονάδες =25

4 ΘΕΜΑ 2ο 4 1. Πηγή κυμάτων Π δημιουργεί κύματα στην ήρεμη επιφάνεια λίμνης, συχνότητας f = 2Hz και πλάτους Α = 5cm, που κινούνται με ταχύτητα υ = 1 m/s. Στο σημείο Δ σε απόσταση d=1,05m υπάρχει δέκτης των κυμάτων αυτών. Τοποθετούμε έναν ανακλαστήρα σε μια θέση, ώστε αφού ανακλαστεί το κύμα στο Ο να φτάσει στον δέκτη Δ. α) Αν η απόσταση (ΠΟ)=r 1 =0,9 m, πόση είναι η απόσταση (ΟΔ)=r 2 ; β) Ποιο το πλάτος ταλάντωσης που μετράει ο δέκτης; Μονάδες 5+3=8 2. Ένα τρένο κατευθύνεται προς ένα τούνελ και εκπέμπει ήχο συχνότητας f s. Ο ήχος ανακλάται από τον κατακόρυφο τοίχο. Αν ο ακίνητος παρατηρητής Π 1 ακούει τον ήχο από το τρένο με συχνότητα f 1 και τον ήχο από ανάκλαση με συχνότητα f 1, να αποδείξτε ότι f 1 =f 1. Μονάδες 5 3. Ο δίσκος του σχήματος εκτελεί κύλιση χωρίς ολίσθηση σε οριζόντιο δρόμο. Τα σημεία Α και Β ανήκουν στην κατακόρυφη διάμετρο και απέχουν από το κέντρο του δίσκου αποστάσεις ΑΚ=ΚΒ=R/2. Ο λόγος των ταχυτήτων υ Α /υ Β είναι: α) 1. β) 2. γ) 3. Ποιο από τα παραπάνω είναι το σωστό; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 2+4=6

5 4. Οριζόντιος ομογενής δίσκος μάζας Μ και ακτίνας R περιστρέφεται γύρω από ακλόνητο κατακόρυφο άξονα z'z που διέρχεται από το κέντρο του. Πάνω στο δίσκο είναι στερεωμένο ένα υλικό σημείο μάζας m σε απόσταση r(r<r) από τον άξονα περιστροφής. Αν το υλικό σημείο μεταφερθεί και τοποθετηθεί στο άκρο του δίσκου, η ροπή αδράνειας του συστήματος: α) μειώνεται. β) μένει η ίδια. γ) αυξάνεται. Να επιλέξτε τη σωστή απάντηση και να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 2+4=6 5

6 ΘΕΜΑ 3 ο 6 Δίνονται οι εξισώσεις για την ένταση ενός ηλεκτρικού και ενός μαγνητικού πεδίου, τα οποία μεταβάλλονται σε κάθετα επίπεδα Ε= 120 ημ 2π(αt x) και Β= ημ 2π(αt x) (μονάδες στο S.Ι.) i) Μπορούν οι παραπάνω εξισώσεις να περιγράφουν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα που να διαδίδεται στο κενό; ii) Αν πράγματι υπάρχει τέτοιο ηλεκτρομαγνητικό κύμα που διαδίδεται στο κενό, να βρεθεί ο συντελεστής α του χρόνου, στην παραπάνω εξίσωση. Σε ποια περιοχή του φάσματος ανήκει αυτό το ΗΜΚ; iii) Το παραπάνω κύμα προσπίπτει από τον αέρα σε πλάκα πάχους d= 2 cm, όπως στο σχήμα όπου θ=30, οπότε φτάνει στο σημείο Β, σε απόσταση x=0,5cm από το σημείο Α. α) Να βρεθεί ο δείκτης διάθλασης του υλικού της πλάκας για το παραπάνω κύμα. β) Αν η φάση του διαθλώμενου κύματος είναι της μορφής φ=ωt-kx, να προσδιορίσετε τις τιμές των ω και k. Δίνεται c= m/s. Μονάδες =25

7 ΘΕΜΑ 4ο 7 Σε ένα οριζόντιο νήμα με σταθερά τα δυο του άκρα έχει δημιουργηθεί στάσιμο κύμα, από συμβολή κυμάτων που διαδίδονται με ταχύτητα υ=1m/s. Πήραμε δύο φωτογραφίες του νήματος για t 0 =0 και για t 1 =1/6 s και στο σχήμα βλέπετε τη μορφή του νήματος τις στιγμές αυτές. Μετρήσαμε τις αποστάσεις του σημείου Κ, το οποίο έχει την μεγαλύτερη απόσταση από την οριζόντια θέση και βρήκαμε d 1 =2cm και d 2 =4cm. Δίνεται ακόμη ότι τη στιγμή t 1 το σημείο Κ έχει μηδενική ταχύτητα ταλάντωσης, ενώ μεταξύ t 0 και t 1 το Κ, δεν πέρασε από την οριζόντια θέση του νήματος. i) Βρείτε την περίοδο ταλάντωσης του σημείου Κ. ii) Να υπολογιστεί η ταχύτητα του σημείου Κ στην πρώτη εικόνα. iii) Να βρεθεί η εξίσωση της απομάκρυνσης του Κ σε συνάρτηση με το χρόνο, παίρνοντας την αρχική απομάκρυνση ως θετική. iii) Ποιο είναι το μήκος του νήματος και ποια η εξίσωση του στάσιμου κύματος θεωρώντας σαν αρχή του άξονα (x =0) τη θέση του σημείου Κ. iv) Ένα σημείο Μ βρίσκεται στη θέση x=5/6m. Ποια η ταχύτητά του την χρονική στιγμή t 2 =2/3 s. Μονάδες =25