ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ 4/11/2012

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ 4/11/01 ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-5 να γράψετε στο φύλλο απαντήσεων τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1) Η απλή αρμονική ταλάντωση είναι κίνηση : α) ευθύγραμμη ομαλή. β) ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη. γ) ομαλή κυκλική. δ) ευθύγραμμη περιοδική. ) Η φάση της απλής αρμονικής ταλάντωσης : α) αυξάνεται γραμμικά με το χρόνο. β) είναι σταθερή. γ) ελαττώνεται γραμμικά με το χρόνο. δ) είναι ανάλογη του τετραγώνου του χρόνου. 3) Όλες οι ταλαντώσεις στο μακρόκοσμο είναι : α) αμείωτες. β) φθίνουσες. γ) εξαναγκασμένες. δ) μηχανικές. 4) Σε μια φθίνουσα ταλάντωση, η σταθερά απόσβεσης b, εξαρτάται : α) από τις ιδιότητες του μέσου. β) από το σχήμα του αντικειμένου που κινείται. γ) από το μέγεθος του αντικειμένου που κινείται. δ) από όλα τα παραπάνω. 5) Το κύκλωμα επιλογής σταθμών στο ραδιόφωνο α) περιλαμβάνει πυκνωτή μεταβλητής χωρητικότητας. β) περιλαμβάνει πηνίο μεταβλητού συντελεστή αυτεπαγωγής. γ) περιλαμβάνει ροοστάτη. δ) περιλαμβάνει πηγή εναλλασσομένου ρεύματος. Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 1

2 ΘΕΜΑ ο 1) Στα παρακάτω κυκλώματα, σε ποιο ή ποια από αυτά ο πυκνωτής αποκτά τη μεγαλύτερη τιμή ηλεκτρικού φορτίου κατά τη διαδικασία φόρτισής του από την πηγή? Α) Στο γ B) Στα α και β Γ) Στα β και δ Δ) Στα α και δ ΜΟΝΑΔΕΣ Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. ΜΟΝΑΔΕΣ 6 Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα

3 ) Ένα σώμα Σ, μάζας m, ηρεμεί στο κάτω άκρο ελατηρίου, σταθεράς k. Θέτοντας σε περιστροφή έναν τροχό, το σώμα εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση σε συντονισμό και παίρνουμε το διάγραμμα της απομάκρυνσης σε συνάρτηση με το χρόνο, το οποίο είναι όπως στο παρακάτω σχήμα. Μεταβάλλουμε τη συχνότητα περιστροφής του τροχού. Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα μπορεί να δείχνει τη νέα ταλάντωση του σώματος ; ΜΟΝΑΔΕΣ (Α) (Β) (Γ) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ΜΟΝΑΔΕΣ 7 3) Σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση, της οποίας το πλάτος μεταβάλλεται με την εξίσωση A=A 0.e -Λt. Η αρχική ενέργεια της ταλάντωσης είναι Ε 0. Όταν η ενέργεια γίνει Ε 0 /, το πλάτος της ταλάντωσης θα είναι: A 0 A 0 Α) Β) Γ) 4 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. A0 4 Δ) A0 ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ 6 Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 3

4 ΘΕΜΑ 3 ο Στο κύκλωμα του σχήματος η πηγή έχει ηλεκτρεγερτική δύναμη E= V και μηδενική εσωτερική αντίσταση, οι ωμικοί αντιστάτες έχουν αντίσταση R=10 Ω, ο πυκνωτής έχει χωρητικότητα C=5 μf, το πηνίο L 1 έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L 1 =00mH και το πηνίο L έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L =4mH. Αρχικά ο πυκνωτής είναι αφόρτιστος, ο μεταγωγός μ 1 είναι στη θέση (Α), ο μεταγωγός μ είναι στη θέση (Γ) και το πηνίο L 1 διαρρέεται από σταθερό ρεύμα. Στρέφουμε το μεταγωγό μ 1 στη θέση (Β) και το κύκλωμα L 1 C αρχίζει να εκτελεί αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση. Κάποια χρονική στιγμή που η ένταση του ρεύματος στο κύκλωμα L 1 C είναι μηδέν, στρέφουμε το μεταγωγό μ στη θέση (Δ) και το κύκλωμα RL C αρχίζει να εκτελεί φθίνουσα ηλεκτρική ταλάντωση. Να βρείτε: Α) Την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο L 1 όταν ο μεταγωγός μ 1 βρίσκεται ακόμα στη θέση Α. Β) Το μέγιστο φορτίο που αποκτά ο πυκνωτής κατά τη διάρκεια της ηλεκτρικής ταλάντωσης του κυκλώματος L 1 C. Γ) Το λόγο U U E B της ενέργειας του ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή προς την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου στο κύκλωμα L 1 C, τις χρονικές στιγμές κατά τις οποίες το φορτίο του πυκνωτή είναι q=10-4 C. ΜΟΝΑΔΕΣ 8 Δ) Κατά τη διάρκεια της φθίνουσας ηλεκτρικής ταλάντωσης, όταν δηλαδή ο μεταγωγός μ έχει μεταφερθεί στο Δ, το μέγιστο φορτίο του πυκνωτή ελαττώνεται και ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα πάνω στον αντιστάτη R. Πόση ενέργεια έχει μετατραπεί σε θερμότητα, από τη χρονική στιγμή που μεταφέρθηκε ο μεταγωγός μ στο Δ μέχρι τη στιγμή που το μέγιστο φορτίο του πυκνωτή είναι Q 1 = C; ΜΟΝΑΔΕΣ 7 Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 4

5 ΘΕΜΑ 4 ο Τα σώματα Σ 1 και Σ με μάζες m 1 =4kg και m =kg, ηρεμούν όπως στο σχήμα, στα άκρα δύο κατακόρυφων ελατηρίων με σταθερές k 1 =k =100Ν/m, απέχοντας κατακόρυφη απόσταση d. Εκτρέπουμε το Σ 1 κατακόρυφα προς τα πάνω κατά y 1 =0,4m και κάποια στιγμή που θεωρούμε t=0, το αφήνουμε να κινηθεί. i) Να αποδειχτεί ότι το σώμα Σ 1 θα πραγματοποιήσει ΑΑΤ. ΜΟΝΑΔΕΣ 3 ii) Να υπολογιστούν η περίοδος και η ενέργεια ταλάντωσής του. ΜΟΝΑΔΕΣ 3 iii) Αν τη στιγμή t 1 =π/15 s το Σ 1 συγκρούεται πλαστικά με το σώμα Σ, να βρεθούν: α) Η αρχική απόσταση d των δύο σωμάτων. ΜΟΝΑΔΕΣ 7 β) Η κοινή ταχύτητα του συσσωματώματος, αμέσως μετά την κρούση. ΜΟΝΑΔΕΣ 4 γ) Το πλάτος της ταλάντωσης του συσσωματώματος μετά την κρούση. ΜΟΝΑΔΕΣ 8 Θεωρείστε οι άξονες των δύο ελατηρίων συμπίπτουν και g=10m/s. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ! ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΙΜΕΛΗΘΗΚΑΝ ΟΙ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: ΓΕΩΡΓΑΚΑΙΝΑΣ ΜΠΑΜΠΗΣ ΝΤΖΙΜΠΑΣ ΝΙΚΟΣ ΤΣΑΡΔΑΚΛΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 5