ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕ-

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Λευκάδα 31 Μαΐου 2016 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕ- ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΤΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΜΑΪΟΥ - ΙΟΥΝΙΟΥ 2016 ΠΕΡ. Δ/ΝΣΗ ΕΚΠ/ΣΗΣ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ Δ/ΝΣΗ Β/ΘΜΙΑΣ ΕΚΠ/ΣΗΣ ΛΕΥΚΑΔΑΣ 2 ο ΓΕΛ ΛΕΥΚΑΔΑΣ ΤΑΞΗ Α ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ A Οδηγία: Στις ερωτσεις Α1,Α2,Α3, Α4 και Α5 να γράψετε στην κόλλα σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελ πρόταση. Α1) 1N είναι η δύναμη που αν ενεργσει σε σώμα μάζας 1kg του προσδίδει επιτάχυνση: α). 2m/s 2 β). 1m 2 /s γ). 1m/s 2 δ). 1m/s Α2) H εξίσωση κίνησης στην ευθύγραμμη ομαλ κίνηση περιγράφεται με τη σχέση: α). Δx= u.t β). u=σταθ γ). u = u 0 +α t δ). u = u 0 - α t Α3) Δύο δυνάμεις F 1 =4N και F 2 =3N ασκούνται στο ίδιο σωμάτιο και είναι αντίρροπες μεταξύ τους. Η δύναμη F 3 που πρέπει να ασκηθεί στο σωμάτιο, ώστε αυτό να ισορροπεί έχει μέτρο: α). 7Ν β). 1Ν γ). 5Ν δ). 25Ν Α4) Av ένα αντικείμενο αφεθεί να πέσει ελεύθερα η βαρυτικ δυναμικ του ενέργεια μετατρέπεται: α). Ακαριαία σε κινητικ ενέργεια. β). Σταδιακά σε κινητικ ενέργεια. γ). Κατά ένα μέρος σε κινητικ ενέργεια. δ). Τίποτα από τα παραπάνω. Α5) Σε ένα σώμα μάζας m που αρχικά ηρεμεί σε οριζόντιο επίπεδο ασκούμε κατακόρυφη σταθερ δύναμη μέτρου F, οπότε το σώμα κινείται κατακόρυφα προς τα πάνω με σταθερ επιτάχυνση μέτρου α = 2g, όπου g η επιτάχυνση της βαρύτητας. Αν η επίδραση του αέρα είναι αμελητέα τότε το βάρος Β του σώματος θα έχει μέτρο ίσο με: α). F β). 3 F γ). δ). 2 F 1

2 ΘΕΜΑ Β Β1) Μικρό σώμα είναι αρχικά ακίνητο πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Στο σώμα ασκείται οριζόντια δύναμη της οποίας η τιμ μεταβάλλεται με τη θέση όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα: Α) Να επιλέξετε την σωστ απάντηση. H κινητικ ενέργεια του σώματος α) από τη θέση x 0 = 0 m έως τη θέση x Α παραμένει σταθερ. β) από τη θέση x Α έως τη θέση x Β μειώνεται. γ) από τη θέση x 0 = 0 m έως τη θέση x Β αυξάνεται. Μονάδες 4 Β) Να δικαιολογσετε την επιλογ σας. Μονάδες 9 Β2) Μία μπάλα κινείται υπό την επίδραση μόνο του βάρους της και διέρχεται διαδοχικά από τα σημεία Α, Β, Γ. Α) Αφού μεταφέρετε τον παρακάτω πίνακα στην κόλλα σας να τον συμπληρώσετε. Στον πίνακα δίνονται κάποιες από τις τιμές της κινητικς, της δυναμικς και της μηχανικς ενέργειας της μπάλας στα σημεία Α, Β, Γ. Σημείο Κινητικ ενέργεια Δυναμικ ενέργεια Μηχανικ ενέργεια (J) (J) (J) Α Β 40 Γ 10 Μονάδες 4 Β) Να εξηγσετε πως υπολογίσατε κάθε τιμ ενέργειας με την οποία συμπληρώσατε τον πίνακα. Μονάδες 8 ΘΕΜΑ Γ Περιπολικό αρχίζει τη χρονικ στιγμ t=0, να καταδιώκει μοτοσυκλετιστ που βρίσκεται σε απόσταση d=500m μπροστά από το περιπολικό, σε ευθύγραμμο δρόμο. Το περιπολικό έχει σταθερ ταχύτητα υ π =30m/s ενώ η εξίσωση κίνησης του μοτοσικλετιστ είναι x μ = 20t (x σε m, t σε s). Η μάζα του περιπολικού (μαζί με τους επιβάτες) είναι Μπ=1000kg και του μοτοσυκλετιστ (μαζί με τη μηχαν) Μμ=200kg. Γ1) Να βρεθεί το διάστημα που θα διανύσει ο μοτοσικλετιστς σε 50 δευτερόλεπτα. Γ2) Να βρεθεί η κινητικ ενέργεια του περιπολικού. 2

3 Γ3) Να γίνει το διάγραμμα ταχύτητας - χρόνου για την κίνηση του μοτοσυκλετιστ, από t=0 μέχρι t=50s. Γ4) Να βρεθεί ο χρόνος t που απαιτείται για να φτάσει το περιπολικό τον μοτοσυκλετιστ. Μονάδες 7 ΘΕΜΑ Δ Ένα σώμα μάζας 2 kg ηρεμεί σε οριζόντιο επίπεδο. Τη χρονικ στιγμ t=0 βρίσκεται στη θέση x 0 = 0 και του ασκείται δύναμη οριζόντιας διεύθυνσης, της οποίας το μέτρο μεταβάλλεται με τη θέση όπως φαίνεται στο σχμα. Ο συντελεστς τριβς μεταξύ σώματος και επιπέδου είναι μ=0,1. Δίνεται g=10 m/s 2. Δ1) Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις που δέχεται το σώμα κατά τη διάρκεια της κίνησς του έως τη θέση x=5m και να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης τριβς. Μονάδες 7 Δ2) Να υπολογίσετε το μέτρο της επιτάχυνσης του σώματος στη θέση x=5m. Δ3) Να υπολογίσετε τα έργα των δυνάμεων που δρουν στο σώμα έως τη θέση x=5m. Δ4) Να υπολογίσετε το μέτρο της ταχύτητας του σώματος στη θέση x=5m. F(N) x(m) Να απαντσετε σε όλα τα θέματα Καλ επιτυχία! Ο Διευθυντς Οι εισηγητές Αραβανς Κωνσταντίνος Σωτρης Χόρτης Κων/νος Αραβανς 3

4 Ενδεικτικές απαντσεις ΘΕΜΑ Α Α1 γ, Α2 α, Α3 β, Α4 β, Α5 γ ΘΕΜΑ Β Β1) Σωστ είναι η γ. Αιτιολόγηση: Το Θ.Μ.Κ.Ε. από τη θέση x 0 = 0 μέχρι τη θέση x Β δίνει: F και επειδ, όπως προκύπτει από το διάγραμμα F = f(x): προκύπτει: Ε 0 x A x B x δηλαδ η κινητικ ενέργεια αυξάνεται. Διαφορετικά: Από τη θέση x 0 = 0 μέχρι τη θέση x Α είναι: F = σταθ. και συνεπώς θα είναι α = σταθ.. Επειδ υ 0 = 0 η κίνηση είναι ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη. Από τη θέση x Α μέχρι τη θέση x Β η δύναμη ελαττώνεται. Συνεπώς η κίνηση είναι επιταχυνόμενη με επιτάχυνση που ελαττώνεται. Άρα από τη θέση x 0 = 0 μέχρι τη θέση x Β η κίνηση είναι συνεχώς επιταχυνόμενη και η ταχύτητα αυξάνεται συνεχώς με συνέπεια να αυξάνεται και η κινητικ ενέργεια. Β2) Ο πίνακας συμπληρωμένος είναι: Σημείο Κινητικ ενέργεια (J) Δυναμικ ενέργεια (J) Μηχανικ ενέργεια (J) Α Β Γ Αιτιολόγηση: Επειδ το σώμα κινείται με την επίδραση μόνο του βάρους του η μηχανικ ενέργεια διατηρείται: Θέση Α: Είναι: και. Άρα: Θέση B: Είναι: και. Άρα: Θέση Γ: Είναι: και. Άρα: 4

5 ΘΕΜΑ Γ Γ1) Το διάστημα που διανύει ο μοτοσικλετιστς σε t = 50 s είναι: Γ2) Η κινητικ ενέργεια του περιπολικού είναι: Γ3) Η εξίσωση κίνησης του μοτοσικλετιστ είναι x μ = 20t (x σε m, t σε s) δηλαδ είναι της μορφς x μ = υ μ t. Συνεπώς η κίνηση του είναι ευθύγραμμη ομαλ με ταχύτητα: υ μ = 20 m/s. Συνεπώς το διάγραμμα ταχύτητας χρόνου έχει τη μορφ: υ(m/s) t(s) Γ4) Όταν το περιπολικό συναντά το μοτοσικλετιστ ισχύει: όπου d = 500 m, ΘΕΜΑ Δ Δ1) Οι δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα είναι η δύναμη, το βάρος, η κάθετη αντίδραση και η τριβ ολίσθησης και έχουν σχεδιαστεί στο διπλανό σχμα. Στη διεύθυνση του άξονα y που είναι κάθετος στη διεύθυνση της κίνησης (άξονας x) ισχύει: A y x x Γ (1) Συνεπώς η τριβ ολίσθησης έχει μέτρο: λόγω της (1): Δ2) Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα στη διεύθυνση της κίνησης (άξονας x) δίνει: (2) Στη θέση x = 5 m το μέτρο της δύναμης είναι F = 10 N (διάγραμμα). Η (2) λοιπόν αντικαθιστώντας δίνει: 5

6 Δ3) Το έργο της δύναμης θα υπολογιστεί από το εμβαδόν στο δοσμένο διάγραμμα F = f(x). F(N) 10 Το έργο της τριβς ολίσθησης είναι: 6 Ε 0 5 x(m) Τα έργα του βάρους και της κάθετης αντίδρασης είναι ίσα με μηδέν διότι είναι κάθετες στη μετατόπιση: και Δ4) Το Θ.Μ.Κ.Ε. για τη κίνηση του σώματος από την αρχικ θέση x = 0 (θέση Α) μέχρι τη θέση x = 5 m (θέση Γ) δίνει: τελικά: 6