Τηλ./Fax: , Τηλ: Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης 3,

Transcript

1 ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΙΟΥ Σε κάθε µια από τις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε την σωστή απάντηση Όταν ένα σώµα εκτεί απλή αρµονική ταλάντωση τότε η κίνηση του σώµατος είναι α ευθύγραµµη οµαλή β κυκλική γ οµαλά επιταχυνόµενη δ περιοδική Μονάδες 5 Σ ένα κύκλωµα L-C που εκτεί ταλαντώσεις όταν το φορτίο στον πυκνωτή είναι µέγιστο τότε το ρεύµα που διαρρέει το πηνίο είναι α µηδέν β µέγιστο γ έχει τιµή µεταξύ µηδέν και I/ δ µπορεί να είναι θετικό ή αρνητικό Μονάδες 5 Όταν ένα σύστηµα µάζας-ατηρίου εκτεί φθίνουσες ταλαντώσεις υπό την επίδραση δύναµης τριβής της µορφής - bu τότε: α η περίοδος της ταλάντωσης αυξάνει µε τον χρόνο β η περίοδος της ταλάντωσης αυξάνει λίγο όταν αυξάνεται το b γ η συχνότητα της ταλάντωσης αυξάνει λίγο όταν αυξάνεται το b δ η συχνότητα της ταλάντωσης γίνεται άπειρη όταν το b γίνεται πάρα πολύ µεγάλο Μονάδες 5 Ένα ιδανικό κύκλωµα L-C εκτεί ταλαντώσεις Η κυκλική συχνότητα των ταλαντώσεων είναι α ω LC β ω LC γ ω LC δ ω LC Μονάδες 5 5 Ένα σώµα εκτεί απλή αρµονική ταλάντωση και η αποµάκρυνσή του από τη θέση ισορροπίας περιγράφεται από τη σχέση Να γράψετε στο τετράδιό σας τα µεγέθη της στήλης Α και δίπλα σε κάθε ένα την τιµή του από τη στήλη Β τη χρονική στιγµή t Αποµάκρυνση Ταχύτητα ύναµη επαναφοράς υναµική ενέργεια Κινητική ενέργεια µέγιστη άχιστη µηδέν Τηλ/a: 697, Τηλ: 6889 wwwapolitogr e-ail:info@apolitogr Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης, Μονάδες 5

2 Ένα ιδανικό κύκλωµα περιλαµβάνει πυκνωτή που έχει φορτίο, πηνίο µε συντεστή αυτεπαγωγής και ανοιχτό διακόπτη Την χρονική στιγµή κλείνει ο διακόπτης οπότε αποκαθίστανται ταλαντώσεις µε περίοδο Να χαρακτηρίσετε τις επόµενες προτάσεις µε Σ (σωστό ή Λ (λάθος Την ο πυκνωτής δεν έχει ενέργεια Την ο πυκνωτής δεν έχει ενέργεια Μονάδες Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας Μονάδες 5 Ένα σώµα εκτεί απλή αρµονική ταλάντωση και η (N δύναµη επαναφοράς µε την αποµάκρυνση µεταβάλλεται όπως στο σχήµα Η σταθερά επαναφοράς της ταλάντωσης, είναι Η ενέργεια της ταλάντωσης είναι ίση µε Να χαρακτηρίσετε κάθε πρόταση µε Σ(Σωστό ή Λ(Λάθος Μονάδες Να δικαιολογήσετε το χαρακτηρισµό της πρότασης β Μονάδες 5 ( Το πλάτος φθίνουσας µηχανικής ταλάντωσης µεταβάλλεται µε τον χρόνο σύµφωνα µε την συνάρτηση ΑΑ e Λt Να βρεθεί ο χρόνος που απαιτείται προκειµένου το πλάτος της ταλάντωσης να µειωθεί στο µισό της αρχικής του τιµής,δηλαδή να γίνει ίσο µε Α Α Τι παρατηρείτε; Μονάδες 5 Αν και οι τιµές της ενέργειας της ταλάντωσης κατά τις χρονικές στιγµές και αντίστοιχα, να βρεθεί ο λόγος Μονάδες 5 Ηλεκτρικό κύκλωµα περιλαµβάνει ιδανικό πηνίο µε συντεστή αυτεπαγωγής,πυκνωτή χωρητικότητας και διακόπτη Η ωµική αντίσταση του κυκλώµατος θεωρείται αµητέα Ο πυκνωτής φορτίζεται πλήρως και την χρονική στιγµή ο διακόπτης κλείνει, οπότε το κύκλωµα εκτεί αµείωτη ηλεκτρική ταλάντωση µε περίοδο Τ 8π Η ολική ενέργεια του κυκλώµατος είναι 9 Να υπολογίσετε: Την τιµή της χωρητικότητας του πυκνωτή Μονάδες 8 Τη µέγιστη τιµή της έντασης του ρεύµατος στο κύκλωµα Μονάδες 8 Την τιµή της έντασης του ρεύµατος στο κύκλωµα τη χρονική στιγµή κατά την οποία η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή γίνεται για πρώτη φορά τριπλάσια της ενέργειας του µαγνητικού πεδίου στο πηνίο Μονάδες 9 Τηλ/a: 697, Τηλ: 6889 wwwapolitogr e-ail:info@apolitogr Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης,

3 N Το ένα άκρο οριζόντιου ιδανικού ατηρίου σταθεράς είναι στερεωµένο σε ακλόνητο σηµείο κατακόρυφου τοίχου Στο άλλο άκρο είναι συνδεδεµένο σώµα µάζας Το σύστηµα ισορροπεί πάνω σε λείο οριζόντιο δάπεδο και το ατήριο έχει το φυσικό του µήκος Βλήµα µάζας κινείται οριζόντια κατά τη διεύθυνση του άξονα του ατηρίου και σφηνώνεται στο σώµα Η διάρκεια της πλαστικής κρούσης θεωρείται πολύ µικρή Η ταχύτητα του συσσωµατώµατος µηδενίζεται στη θέση όπου το ατήριο έχει συσπειρωθεί κατά Να υπολογίσετε την περίοδο της απλής αρµονικής ταλάντωσης του συσσωµατώµατος Μονάδες Πόση είναι η µέγιστη τιµή της ταχύτητας του συσσωµατώµατος; Μονάδες Πόση είναι η τιµή της ταχύτητας u του βλήµατος λίγο πριν την κρούση; Μονάδες 5 Να βρεθεί η αποµάκρυνση του συσσωµατώµατος από την ΘΙ του στην θέση όπου η δυναµική του ενέργεια ταλάντωσης είναι τριπλάσια της κινητικής του ενέργειας Μονάδες 5 Πόση είναι η ταχύτητά του σ αυτή την θέση; Μονάδες Να βρεθεί το έργο της δύναµης του ατηρίου για την µετακίνηση του συσσωµατώµατος από την θέση του ερωτήµατος δ έως την θέση όπου µηδενίζεται στιγµιαία η ταχύτητά του Μονάδες 5 Τηλ/a: 697, Τηλ: 6889 wwwapolitogr e-ail:info@apolitogr Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης,

4 δ α β β 5 αποµάκρυνση µηδέν ταχύτητα- µέγιστη δύναµη επαναφοράς-µηδέν δυναµική ενέργεια-µηδέν κινητική ενέργεια-µέγιστη α i Σ, ii Λ β Η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή δίνεται από την σχέση q C όπου q το φορτίο του πυκνωτή φόσον για t qq ο πυκνωτής µετά C T από χρόνο t έχει εκφορτιστεί πλήρως (q ποµένως αν Τ,την χρονική στιγµή tt/ 5, q που σηµαίνει ότι,δηλαδή ο πυκνωτής δεν έχει ενέργεια C T Την χρονική στιγµή t, q-q που σηµαίνει ότι ο πυκνωτής έχει Q ενέργεια C C i α Σ, β Σ ii Ισχύει DA 5 ( J E J Τηλ/a: 697, Τηλ: 6889 wwwapolitogr e-ail:info@apolitogr Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης,

5 α Ισχύει Λt Α ΑΑ e Α e Λt e Λ ln Λt ln Λt ln ln Λt ln t Λ Όπως παρατηρείται ο χρόνος υποδιπλασιασµού του πλάτους της ταλάντωσης είναι σταθερός,δηλαδή ανεξάρτητος από την αρχική τιµή του πλάτους ΛΤ ΛΤ β ( DA DA A A Ae Α e ΛΤ ΛΤ e e Ισχύει Τ π LC Τ Τ 6π π LCC C π L π 8 9 Ισχύει LI I I AI 5A L 8 Αρχή διατήρησης της ενέργειας για την ηλεκτρική ταλάντωση: 9 C L L L L L Li 8 i A i A i,5a 8 8 C,8, Ισχύει T π T π T, π π π Ισχύει, V ω AV lv, V T,π Για την κρούση των µάζών και Μ εφαρµόζουµε αρχή διατήρησης της ορµής: Α Ο: P πριν ολ P µετά ολ 5 Τηλ/a: 697, Τηλ: 6889 wwwapolitogr e-ail:info@apolitogr Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης,

6 Τηλ/a: 697, Τηλ: 6889 wwwapolitogr Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης, 6 /,,,8 ( V V P P i A :, l l k l k E E E ii Ισχύει,, ( ( k k φαρµόζουµε Θεώρηµα µεταβολής κινητικής ενέργειας:,5, (,8 ( J J N B ΚΣ αρχ τ