Β ΚΥΚΛΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ Προτεινόμενα Θέματα Γ ΓΕΛ Οκτώβριος 2016

Transcript

1 Φυσική Φυσική προσανατολισμού ΘΕΜΑ Α Στις προτάσεις από Α1-Α4 να βρείτε την σωστή απάντηση. Α1. Η ολική ενέργεια σώματος που εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση: Α. φθίνει γραμμικά με τον χρόνο Β. είναι χρονικά σταθερή Γ. μεταβάλλεται αρμονικά με τον χρόνο Δ. φθίνει εκθετικά με την πάροδο του χρόνου Α2. Καθώς ένα σώμα που κάνει ΑΑΤ πλησιάζει προς την θέση ισορροπίας της ταλάντωσης του: Α. η κινητική ενέργεια της ταλάντωσης του αυξάνεται και η δυναμική ενέργεια της ταλάντωσης ελαττώνεται Β. η κινητική ενέργεια της ταλάντωσης του ελαττώνεται και η δυναμική ενέργεια της ταλάντωσης αυξάνεται Γ. τόσο η κινητική ενέργεια όσο και η δυναμική ενέργεια της ταλάντωσης του ελαττώνονται Δ. τόσο η κινητική ενέργεια όσο και η δυναμική ενέργεια της ταλάντωσης του αυξάνονται Α3. Ένα σώμα εκτελεί ΑΑΤ και κάποια χρονική στιγμή η απομάκρυνση του είναι αρνητική ενώ η ταχύτητα του είναι θετική. Τότε την ίδια χρονική στιγμή: Α. το ημίτονο της φάσης ταλάντωσης του παίρνει θετική τιμή Β. το συνημίτονο της φάσης ταλάντωσης του παίρνει αρνητική τιμή Γ. ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας του σώματος είναι θετικός Δ. ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του σώματος είναι αρνητικός Α4. Σε μία φθίνουσα ταλάντωση, όταν μεγαλώνει η σταθερά απόσβεσης b: Α. η περίοδος της φθίνουσας ταλάντωσης μειώνεται Β. το πλάτος της ταλάντωσης φθίνει με πιο αργό ρυθμό Γ. η ενέργεια της ταλάντωσης φθίνει με πιο αργό ρυθμό Δ. εάν αυξηθεί πολύ η τιμή της b η κίνηση γίνεται απεριοδική Α5. Να γράψετε το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη λέξη Λάθος για τη λανθασμένη. Α.Η παλίρροια και η άμπτωτη είναι το αποτέλεσμα της εξαναγκασμένης ταλάντωσης που κάνει η επιφάνεια της θάλασσας εξαιτίας της βαρυτικής έλξης της σελήνης. 1

2 Β. Μονάδα μέτρησης του b είναι το Κg s -1. Γ. Σε μία εξαναγκασμένη ταλάντωση εάν η σταθερά απόσβεσης γίνει μηδενική, τότε το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται σε κάθε περίπτωση άπειρο. Δ. Η σταθερά Λ της φθίνουσας ταλάντωσης εξαρτάται από την ταχύτητα με την οποία κινείται το σώμα που ταλαντώνεται. Ε. Μονάδα μέτρησης της σταθεράς Λ στην φθίνουσα ταλάντωση είναι το s. ΘΕΜΑ B B1. Ένα σώμα μάζας m εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση δεμένο στο άκρο ενός ελατηρίου σταθεράς κ, και έχει ιδιοσυχνότητα συντονισμού ίση με fo. Σε αυτήν την εξαναγκασμένη ταλάντωση έχει παρατηρηθεί ότι για δύο διαφορετικές τιμές της συχνότητας του διεγέρτη, τις f1 και f2 (με f2 f ), έχουμε το ίδιο πλάτος ταλάντωσης. Με βάση τα παραπάνω, ποια από τις 1 παρακάτω ανισότητες είναι η σωστή; 1 Α. f1 f 2 2 m Β. f m Γ. f m B2. Α.Ένα σώμα εκτελεί εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση εξαιτίας μίας δύναμης απόσβεσης της μορφής F b u.η εξίσωση που περιγράφει το πλάτος σε συνάρτηση με τον χρόνο είναι A A o e κατά την διάρκεια της πρώτης περιόδου της ταλάντωσης το πλάτος ελαττώνεται κατά 50%, τότε κατά την διάρκεια της δεύτερης περιόδου της ταλάντωσης η ενέργεια ελαττώνεται κατά : A. 75 % B. 50 % Γ. 72,75% Β. Κάποια στιγμή κατά την διάρκεια της φθίνουσας ταλάντωσης η ταχύτητα του σώματος είναι u και την ίδια στιγμή ο ρυθμός με τον οποίο αποβάλλει το σώμα θερμότητα προς το περιβάλλον dq είναι 1 u. Σε μία μεταγενέστερη χρονική στιγμή η ταχύτητα του σώματος είναι, την ίδια dt 3 στιγμή ο ρυθμός με τον οποίο αποβάλλει το σώμα θερμότητα προς το περιβάλλον είναι: t.εάν 2

3 dq2 dq1 A. 3 B. dt dt dq2 1 dq1 Γ. dt 3 dt dq2 1 dq1 dt 9 dt B3. Στο εργαστήριο φυσικής εκτελούμε τα εξής δύο πειράματα που φαίνονται στο παραπάνω σχήμα: Πείραμα 1-αριστερό σχήμα:ένα σώμα μάζας m1=m είναι δεμένο στο ελεύθερο άκρο κατακόρυφου ελατηρίου σταθεράς κ. Κάτω από το σώμα αυτό συνδέεται μέσω αβαρούς νήματος ένα δεύτερο σώμα μάζας m2=4m και το σύστημα των δύο σωμάτων ισορροπεί αρχικά ακίνητο. Κάποια στιγμή κόβω το νήμα με αποτέλεσμα το σώμα m1 να εκτελεί ταλάντωση πλάτους Α. Πείραμα 2-δεξιό σχήμα:ένα σώμα μάζας m2=4m είναι δεμένο στο ελεύθερο άκρο κατακόρυφου ελατηρίου σταθεράς κ. Κάτω από το σώμα αυτό συνδέεται μέσω αβαρούς νήματος ένα δεύτερο σώμα μάζας m1=m και το σύστημα των δύο σωμάτων ισορροπεί αρχικά ακίνητο. Κάποια στιγμή κόβω το νήμα με αποτέλεσμα το σώμα 4m να εκτελεί ταλάντωση πλάτους Α. Εάν θεωρήσουμε ότι τα σώματα κάνουν ΑΑΤ τότε το πηλίκο των πλατών των δύο ταλαντώσεων είναι: A A. 1 A A B. 16 A A Γ. 4 A 3

4 ΘΕΜΑ Γ u1 u2 m1 m2 Σώμα μάζας m2=3 Kg εκτελεί Α.Α.Τ. πλάτους Α=0,5m πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο, δεμένο στο άκρο ελατηρίου σταθεράς κ το άλλο άκρο του οποίου είναι στερεωμένο στον τοίχο. Κάποια στιγμή και ενώ το σώμα βρίσκεται αριστερά από την θέση ισορροπίας του και σε απόσταση χ=0,3 m από αυτήν, και ενώ κινείται προς τα αριστερά με ταχύτητα μέτρου u2=4 m/s, συγκρούεται με σώμα μάζας m1 =1 Kg, το οποίο κινείται προς τα δεξιά με ταχύτητα μέτρου u1=12 m/s. Εάν η κρούση που ακολουθεί είναι πλαστική, να βρείτε: Α. την σταθερά του ελατηρίου κ Β. Εάν θεωρήσουμε σαν t=0 την στιγμή της σύγκρουσης, και θετική φορά της ταλάντωσης προς τα δεξιά, να βρείτε την εξίσωση απομάκρυνσης-χρόνου για το συσσωμάτωμα και το ποσοστό της αρχικής ενέργειας του συστήματος που μετατράπηκε σε θερμότητα κατά την κρούση Μονάδες 7 Επαναλαμβάνουμε ακριβώς το ίδιο πείραμα(με τα σώματα να έχουν τις ίδιες ταχύτητες) αλλά αυτή την φορά η κρούση που κάνουν τα δύο σώματα είναι ελαστική, με την σταθερά του ελατηρίου κ να παίρνει την ίδια τιμή που υπολογίσατε στο ερώτημα α. Στην περίπτωση αυτή να βρείτε: Γ. τις ταχύτητες των σωμάτων αμέσως μετά την κρούση Δ. το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας της m2, την χρονική στιγμή αμέσως μετά την κρούση Μονάδες 4 Ε. την απόσταση ανάμεσα στα δύο σώματα όταν για πρώτη φορά μετά την κρούση το σώμα m2 διέρχεται από την ίδια θέση στην οποία αρχικά έγινε η σύγκρουση, με την ίδια ταχύτητα(μέτρο και κατεύθυνση) Μονάδες 4 3 Δίνονται 1,

5 ΘΕΜΑ Δ Ένα σώμα μάζας m1=1kgr ηρεμεί τοποθετημένο στο κάτω άκρο κατακόρυφου ελατηρίου σταθεράς κ=100n/m, το άνω άκρο του οποίου είναι προσδεδεμένο στην οροφή. Σώμα μάζας m2=1kg εκτοξεύεται από κάτω προς τα πάνω και συγκρούεται πλαστικά με το m1 δημιουργώντας συσσωμάτωμα. Η ταχύτητα που έχει το m2 ακριβώς πρίν την κρούση είναι ίση με Εάν η ταλάντωση του συσσωματώματος είναι απλή αρμονική,να βρείτε: uo 2,5m / s. m1,u=0 m2 uo Α. το πλάτος ταλάντωσης του συσσωματώματος αμέσως μετά την κρούση Β. τη θερμότητα που εκλύεται κατά την διάρκεια της πλαστικής κρούσης Γ. το ρυθμό μεταβολής της ορμής και της ταχύτητας του συσσωματώματος αμέσως μετά την κρούση. Στην περίπτωση αυτή να θεωρήσετε θετική φορά της ταλάντωσης την κατακόρυφη προς τα πάνω. Στην συνέχεια τοποθετούμε το σύστημα κατακόρυφου ελατηρίου-συσσωματώματος μέσα σε ένα δοχείο που περιέχει πεπιεσμένο αέρα, με αποτέλεσμα κατά την κίνηση του συσσωματώματος να παρουσιάζεται δύναμη απόσβεσης της μορφής F 4 ln 2 u( S. I.). Εξαιτίας της δύναμης αυτής το συσσωμάτωμα εκτελεί πλέον φθίνουσα ταλάντωση με το πλάτος να αλλάζει με τον χρόνο με βάση την A A e o t.eάν η περίοδος της φθίνουσας ταλάντωσης είναι Τ=1sec,και θεωρώντας σαν t=0 κάποια στιγμή που το συσσωμάτωμα βρίσκεται στην κάτω ακραία θέση της ταλάντωσης του με αρχικό πλάτος ταλάντωσης αυτό που βρήκατε στο ερώτημα Α, να βρείτε: Δ. πόσο απέχει το συσσωμάτωμα από το φυσικό μήκος του ελατηρίου, 1sec μετά από την έναρξη της φθίνουσας ταλάντωσης. Για το ερώτημα αυτό να θεωρήσετε ότι b. Μονάδες 7 2m 5

6 ΟΔΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζόμενους) 1. Στο εξώφυλλο να γράψετε το εξεταζόμενο μάθημα. Στο εσώφυλλο πάνω-πάνω να συμπληρώσετε τα Ατομικά στοιχεία μαθητή. Στην αρχή των απαντήσεών σας να γράψετε πάνω-πάνω την ημερομηνία και το εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο και να μη γράψετε πουθενά στις απαντήσεις το όνομά σας. 2. Να γράψετε το Ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. Τυχόν σημειώσεις σας πάνω στα θέματα δε θα βαθμολογηθούν σε καμία περίπτωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα μόνο με μπλε ή μόνο με μαύρο στυλό με μελάνι που δε σβήνει. 4. Κάθε απάντηση τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 5. Διάρκεια εξέτασης: τρεις(3) διδακτικές ώρες [150 ]. 6. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: μετά τις ΑΠΑΓΟΡΕΥΟΝΤΑΙ ΤΑ ΚΙΝΗΤΑ 6