ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 η εξεταστική περίοδος Σελίδα ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Τάξη: Β Λυκείου Τμήμα: Βαθμός: Ημερομηνία: Διάρκεια: 3 ώρες Ύλη: Κυκλική κίνηση - Βολή - Ορμή - Κρούση Καθηγητής: ΑΤΡΕΙΔΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ Ονοματεπώνυμο: ΘΕΜΑ Α Στις ημιτελείς προτάσεις Α-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση η οποία τη συμπληρώνει σωστά. Α. Ένα σώμα μάζας εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση πάνω σε περιφέρεια ακτίνας R. α. Η ταχύτητα της ταλάντωσης είναι σταθερή. β. Στο σώμα δεν ασκείται καμμία δύναμη. γ. Το σώμα σε ίσους χρόνους διανύει ίσα τόξα. δ. Σε χρόνο μιας περιόδου το σώμα διαγράφει 0 περιστροφές. Α. Στην κυκλική κίνηση της Σελήνης γύρω από τη Γη α. δεν ασκείται καμμία δύναμη. β. η ταχύτητα της Σελήνης αυξάνεται διαρκώς. γ. η ελκτική δύναμη που ασκείται από τη Γη στη Σελήνη είναι εξωτερική δύναμη για το σύστημα Γη - Σελήνη. δ. η ελκτική δύναμη που ασκείται από τη Γη στη Σελήνη παίζει το ρόλο κεντρομόλου δύναμης. Α3. Δύο σώματα με μάζες και κινούνται με ταχύτητες υ και υ σε λείο οριζόντιο επίπεδο στην ίδια διεύθυνση με κατεύθυνση το ένα προς το άλλο. α. Η συνολική ορμή του συστήματος των δυο σωμάτων είναι ίση με το διανυσματικό άθροισμα των ορμών των δυο σωμάτων. β. Η συνολική ορμή του συστήματος των δυο σωμάτων δεν μπορεί να είναι μηδέν. γ. Η συνολική ορμή του συστήματος των δυο σωμάτων είναι μεγαλύτερη από την ορμή κάθε σώματος ξεχωριστά. δ. Η συνολική ορμή του συστήματος των δυο σωμάτων είναι ίση με το άθροισμα των ορμών των δυο σωμάτων. Α4. Στο διπλανό σχήμα φαίνεται η κρούση δυο σφαιρών ίσης μάζας. Το πάνω στιγμιότυπο είναι πριν την κρούση και το κάτω μετά την κρούση. α. Κατά την κρούση των δυο σφαιρών δεν υπάρχουν δυνάμεις και έτσι ισχύει η αρχή διατήρησης της ορμής. β. Η ορμή κάθε σφαίρας πριν και μετά την κρούση είναι ίδια.

2 Σελίδα - η εξεταστική περίοδος 03-4 δυαδικό γ. Οι δυνάμεις που εμφανίζονται στο σύστημα των σφαιρών κατά την κρούση είναι εξωτερικές. δ. Το μέτρο της μεταβολής της ορμής για κάθε σφαίρα κατά την κρούση είναι ίδιο. Α5. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη λέξη Λάθος για τη λανθασμένη. α. Όταν ένα κινητό εκτελεί ταυτόχρονα δυο ή περισσότερες κινήσεις κάθε μια απ αυτές εκτελείται εντελώς ανεξάρτητα από τις υπόλοιπες και η θέση στην οποία φτάνει το κινητό μετά από χρόνο είναι η ίδια είτε οι κινήσεις εκτελούνται ταυτόχρονα είτε εκτελούνται διαδοχικά σε χρόνο κάθε μία. β. Το μέτρο της γραμμικής ταχύτητας ενός σώματος που εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση ακτίνας R δίνεται από τη σχέση υπrf. γ. Σε μια κυκλική κίνηση η γωνιακή ταχύτητα ω είναι ίση με το ρυθμό μεταβολής της γωνίας. δ. Η διατήρηση της ορμής ισχύει για οποιοδήποτε σύστημα σωμάτων. ε. Οι δυνάμεις που προέρχονται αποκλειστικά από τα σώματα που αποτελούν το σύστημα ονομάζονται εσωτερικές. ΘΕΜΑ Β h h/ Σ Σ υ o υ o Β. Στο διπλανό σχήμα τα δυο σώματα Σ και Σ ίσης μάζας εκτελούν οριζόντια βολή από διαφορετικά ύψη. Το Σ από ύψος h και με ταχύτητα μέτρου υ ο ενώ το Σ από ύψος h/ και με ταχύτητα μέτρου υ ο. Έστω ότι το σώμα Σ φτάνει στο έδαφος σε χρόνο ενώ το Σ σε χρόνο. Για τους χρόνους και ισχύει: α. β. γ. δ. Να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση (μονάδες ). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 6). Μονάδες 8 Β. Δυο σώματα Σ και Σ με μάζες και 4 εκτελούν ομαλή κυκλική κίνηση σε τροχιές ίσης ακτίνας R. Το Σ σε χρόνο 4s εκτελεί περιστροφές ενώ το Σ στον ίδιο χρόνο εκτελεί 8 περιστροφές. Για την κεντρομόλο δύναμη F που ασκείται στο πρώτο σώμα και την κεντρομόλο δύναμη F που ασκείται στο δεύτερο σώμα ισχύει: α. F 8F β. F 6F γ. F 3F δ. F 64F Να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση (μονάδες ). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 6). Μονάδες 8 Β3. Δυο σώματα Σ και Σ με μάζες και 3 κινούνται πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο στην ίδια διεύθυνση και το ένα προς το άλλο. Τα σώματα συγκρούονται πλαστικά και το συσσωμάτωμα που δημιουργείται μετά την κρούση παραμένει ακίνητο.

3 η εξεταστική περίοδος Σελίδα 3 Για τις ταχύτητες υ και υ των δυο σωμάτων πριν την κρούση ισχύει: α. υ 3υ β. 3 γ. υ 9υ δ. υ υ Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας (μονάδες 7). Μονάδες 9 ΘΕΜΑ Γ Ένα σώμα Σ μάζας 0Kg εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση πάνω σε περιφέρεια κύκλου ακτίνας R40c. Το μέτρο της γραμμικής ταχύτητας του σώματος είναι υ4/s. Γ. Να υπολογίσετε το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας ω του σώματος. Γ. Να υπολογίσετε το μήκος του τόξου που θα έχει διανύσει το σώμα σε χρόνο 4s. Γ3. Να υπολογίσετε σε πόσο χρόνο το σώμα διαγράφει γωνία Δφ0rad. Γ4. Ενώ το σώμα κινείται τοποθετούμε ένα εμπόδιο στην τροχιά του. Τότε το σώμα συγκρούεται με το εμπόδιο και ακινητοποιείται σε χρόνο Δ 0s. Να υπολογίσετε το μέτρο της μέσης δύναμης που ασκήθηκε στο σώμα. Μονάδες 7 ΘΕΜΑ Δ Σώμα μάζας 0Kg είναι στερεωμένο στην άκρη νήματος μήκους (Α) 08 το άλλο άκρο του οποίου είναι στερεωμένο σε σταθερό σημείο όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Αρχικά το σώμα βρίσκεται στη φ θέση (Α) με το νήμα οριζόντιο. Αφήνουμε το σώμα ελεύθερο να κινηθεί. υ υ β Δ. Να υπολογίσετε την ταχύτητα του σώματος όταν το νήμα φτάσει σε (Γ) κατακόρυφη θέση. Δ. Να υπολογίσετε την τάση του νήματος όταν αυτό φτάσει στην κατακόρυφη θέση. Μονάδες 7 Τη στιγμή που το νήμα φτάνει σε κατακόρυφη θέση το σώμα συγκρούεται πλαστικά με ένα βλήμα μάζας β 0Kg που είχε οριζόντια ταχύτητα υ β /s όπως φαίνεται στο σχήμα. Δ3. Να υπολογίσετε την ταχύτητα του συσσωματώματος μετά την κρούση. Μονάδες 4 Δ4. Να υπολογίσετε την τάση του νήματος αμέσως μετά την πλαστική κρούση όταν αυτό βρίσκεται ακόμη στην κατακόρυφη θέση. Μονάδες 4 Δ5. Να υπολογίσετε το μέτρο της μέσης δύναμης που ασκείται από το σώμα στο βλήμα αν η χρονική διάρκεια της κρούσης είναι Δ00s. Δίνεται g0/s.

4 Σελίδα 4 - η εξεταστική περίοδος 03-4 δυαδικό ΘΕΜΑ Α ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α. γ Α. δ Α3. α Α4. δ Α5. α. Σωστό β. Σωστό γ. Σωστό δ. Λάθος ε. Σωστό. ΘΕΜΑ Β Β. Σωστή είναι η απάντηση γ. Από τις κινήσεις των σωμάτων στον κατακόρυφο άξονα παίρνουμε: _ h g b h g g ` & & & g & h gb a Β. Σωστή είναι η απάντηση δ. Οι περίοδοι των δυο σωμάτων είναι: Ο λόγος των δυο ταχυτήτων είναι: 4 s s rr 05 R r 4 Και από τον τύπο της κεντρομόλου δύναμης παίρνουμε: F F R 4 R F 64F ` j a k & R R Β3. Σωστή είναι η απάντηση α. Από τη διατήρηση της ορμής στην πλαστική κρούση παίρνουμε: pva pvxf & - 0 & & 3 & 3 ΘΕΜΑ Γ Γ. Η γωνιακή ταχύτητα του σώματος είναι: ~ R & ~ R rad/s

5 η εξεταστική περίοδος Σελίδα 5 Γ. Το μήκος του τόξου που θα έχει διανύσει το σώμα σε χρόνο 4s είναι: s $ Γ3. Από τη γωνιακή ταχύτητα παίρνουμε: Dz Dz 0 ~ & ~ & 0 D D D s Γ4. Από το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα παίρνουμε: Dp pxf- pa p p xf 0 a 0$ 4 F F 0 4N D l D l D l D l ΘΕΜΑ Δ Δ. Από τη αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας υπολογίζουμε την ταχύτητα υ του σώματος όταν το νήμα γίνει κατακόρυφο. KA 0UC 0 KA+ UA KC+ UC g & g $ 0 $ 08 4/s Τ g υ Δ. Η τάση του νήματος στην κατακόρυφη θέση είναι: F F g 0 4 g $ & - & 0$ 0 R l N Δ3. Από τη διατήρηση της ορμής στην κρούση παίρνουμε: pva pvxf & - bb ^+ bh & 0$ 4-0$ 03$ & /s Δ4. Και η τάση του νήματος είναι: q 0 3$ F F & - q R J l qg & l qg $ N Δ5. Η μέση δύναμη μπορεί να υπολογιστεί από το ρυθμό μεταβολής της ορμής του σώματος μάζας. Dp pxf- pa - ^- h 0 $ F & F 00 D D D D 40N