ΛΑΝΙΤΕΙΟ ΛΥΚΕΙΟ Α ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2010-2011 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2011 ΜΑΘΗΜΑ: Φυσική ΤΑΞΗ: Α ΗΜΕΡΟΜΗΝΊΑ: 27 Μαίου 2011 ΧΡΟΝΟΣ: 2 ώρες ΩΡΑ: 11.00 1.00 ΒΑΘΜΟΣ: Αριθμητικά:... Ολογράφως:... ΥΠΟΓΡΑΦΗ:... ΟΝΟΜΑ:... ΤΜΗΜΑ:... ΑΡ.:... Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από 13 σελίδες. Δίνεται τυπολόγιο στη σελίδα 13. Επιτρέπεται η χρήση μη προγραμματιζόμενης υπολογιστικής μηχανής. Απαγορεύεται η χρήση διορθωτικού υγρού. ΜΕΡΟΣ Α. Το μέρος αυτό αποτελείται από έξι (6) θέματα. Να απαντήσετε σε όλα τα θέματα. To κάθε θέμα βαθμολογείται με πέντε (5) μονάδες. 1α) Πότε ένα σώμα εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση; β) Ένα αυτοκίνητο κινείται με ταχύτητα μέτρου υ = 5m/s σε ευθύ δρόμο και διανύει διάστημα x=40m σε ορισμένο χρόνο. Να υπολογίσετε το χρόνο αυτό. (μ 3) 2. Ένα φορτηγό αυτοκίνητο και ένα mini cooper, πολύ μικρότερης μάζας από το φορτηγό, συγκρούονται μετωπικά. α) Να συγκρίνετε τη δύναμη που δέχεται το ένα όχημα από το άλλο κατά τη στιγμή της σύγκρουσής τους. β) Να αναφέρετε το νόμο της φυσικής που βρίσκει εφαρμογή στο πιο πάνω παράδειγμα και να τον διατυπώσετε. 1
3. Mια μπάλα ρίχνεται προς τα πάνω από μια μαθήτρια όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα Να θεωρήσετε ότι δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα. α) Ποια δύναμη ή ποιες δυνάμεις ασκούνται στην μπάλα όταν ανεβαίνει; Να σχεδιάσετε τη δύναμη ή τις δυνάμεις αυτές δικαιολογώντας την προέλευσή τους. β) Να γίνει η γραφική παράσταση της ταχύτητας σε σχέση με το χρόνο υ= f(t), από τη στιγμή που η μπάλα φεύγει από το χέρι της μαθήτριας μέχρι να κτυπήσει στο έδαφος. 4. Να χαρακτηρίσετε τις πιο κάτω προτάσεις ως σωστές ή λανθασμένες. α) Η αδράνεια εκδηλώνεται λιγότερο, όταν η μάζα είναι πολύ μεγάλη.. β) Το βάρος είναι μονόμετρο μέγεθος. γ) Η βαρυτική δυναμική ενέργεια είναι ανάλογη του ύψους.. δ) Η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα που κινείται ευθύγραμμα και ομαλά είναι ίση με μηδέν.. ε) Στην ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση η επιτάχυνση μεταβάλλεται με σταθερό ρυθμό... 5.α) Ένα φορτηγό αυτοκίνητο κινείται σε οριζόντιο δρόμο με ορισμένη ταχύτητα. Σε ποια περίπτωση το φορτηγό θα έχει μεγαλύτερη κινητική ενέργεια; i) όταν είναι φορτωμένο ii) όταν δεν είναι φορτωμένο. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (μ.5) 2
β. Να συμπληρώσετε δίπλα από κάθε περίπτωση αν υπάρχει μόνο κινητική, μόνο δυναμική ή και οι δύο ενέργειες μαζί. Να θεωρήσετε σαν επίπεδο αναφοράς το έδαφος. i) Στον κρεμαστό ανεμιστήρα της αίθουσας όταν περιστρέφεται. ii) Σε μια μπάλα που κυλά στο έδαφος iιi) Σε μια γλάστρα στο μπαλκόνι του πρώτου ορόφου πολυκατοικίας. 6. Ένα βαγόνι μάζας 2000kg μετακινείται μεταξύ δύο σταθμών, του σταθμού εδάφους και του σταθμού στο βουνό. Οι δύο σταθμοί απέχουν μεταξύ τους κατακόρυφη απόσταση 540m. α) Να υπολογίσετε τη βαρυτική δυναμική ενέργεια που θα έχει το βαγόνι όταν φτάσει στο σταθμό του βουνού. Να θεωρήσετε ως επίπεδο αναφοράς το έδαφος. (μ.2,5) β) Σε κάποια θέση το βαγόνι έχει κινητική ενέργεια 64000 J. Να υπολογίσετε την ταχύτητα που έχει το βαγόνι στη θέση αυτή. (μ.2,5) 3
ΜΕΡΟΣ Β. Το μέρος αυτό αποτελείται από έξι (6) θέματα (7-12). Να απαντήσετε μόνο τα τέσσερα (4). Κάθε θέμα βαθμολογείται με δέκα (10) μονάδες. 7.α) Να διατυπώσετε το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα (θεμελιώδη νόμο της Δυναμικής). (μ. 2) β) i. Δύο σώματα Σ 1 και Σ 2 έχουν την ίδια μάζα και κινούνται με την επίδραση οριζόντιων δυνάμεων όπως φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί. Να συγκρίνετε τις επιταχύνσεις των δύο σωμάτων και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ii. Στο σχήμα που ακολουθεί το σώμα Σ 1 έχει διπλάσια μάζα από το σώμα Σ 2. Και τα δύο σώματα κινούνται με την επίδραση οριζόντιων δυνάμεων όπως φαίνονται στο σχήμα. Να συγκρίνετε τις επιταχύνσεις των δύο σωμάτων. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (μ.4) (μ. 4) 4
8. Σε ένα πείραμα οι μαθητές πήραν την πιο κάτω χαρτοταινία, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό χρονομετρητή (ticker-timer). Ο χρόνος μεταξύ δύο διαδοχικών κουκκίδων είναι 0,02 s. 0 η 5 η 10 η 15 η 20 η Χ 1 Χ 2 Χ 3 Χ 4 α) Να χαρακτηρίσετε το είδος της κίνησης δικαιολογώντας την απάντησή σας. β) Με τη βοήθεια του χάρακά σας και της πιο πάνω χαρτοταινίας να συμπληρώσετε το διπλανό πίνακα τιμών. Χρόνος, t (s) Θέση, x (cm) 0 0 γ) Χρησιμοποιώντας τον πιο πάνω πίνακα, να κατασκευάσετε σε βαθμολογημένους άξονες τη γραφική παράσταση θέσης χρόνου x = f(t). (μ.4) δ) Στη συνέχεια το αμαξάκι κινείται με τρόπο ώστε αυτό να επιβραδύνεται. Να συμπληρώσετε τις τελείες που αναμένετε να τυπωθούν στη χαρτοταινία. Η πρώτη τελεία, που φαίνεται στην ταινία, αντιστοιχεί στη χρονική στιγμή t=0s που αρχίζει το αμαξάκι να επιβραδύνεται. ο η 5
9 α) Τι ονομάζουμε ελεύθερη πτώση; β) Γιατί τα σώματα όταν πέφτουν ελεύθερα επιταχύνονται; γ) Μια μικρή σφαίρα αφήνεται να πέσει από ύψος Η=80 m πάνω από το έδαφος. Αν η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα, να υπολογίσετε: i. το χρόνο που χρειάζεται η σφαίρα για να φτάσει στο έδαφος. ii. την ταχύτητα με την οποία η σφαίρα φτάνει στο έδαφος. 10 α) Τι ονομάζουμε συνισταμένη δύο ή περισσοτέρων δυνάμεων; (μ 3) β) Σε ένα υλικό σημείο Ο ασκούνται οι δυνάμεις F 1, F 2 και F 3 όπως φαίνονται στο πιο κάτω σχήμα. (Το διάγραμμα δεν είναι υπό κλίμακα) y O F 1 =3Ν F 2 =6Ν x F 3 =12Ν 6
i) Να σχεδιάσετε τη συνισταμένη των πιο πάνω δυνάμεων και να υπολογίσετε το μέτρο της. (μ.5) ii) Να βρείτε και να σχεδιάσετε τη δύναμη F 4 που θα πρέπει να ασκηθεί στο σημείο Ο ώστε αυτό, κάτω από την επίδραση και των τεσσάρων δυνάμεων, να ισορροπεί. (μ 2) 11.α) Πότε το έργο μιας δύναμης χαρακτηρίζεται ως i) παραγόμενο; ii) καταναλισκόμενο; iii) Πότε το έργο μιας δύναμης είναι μηδέν; (μ 2) (μ 1) β) Στο σώμα του πιο κάτω σχήματος ασκούνται οι σταθερές δυνάμεις B = 10N, N = 4N, F 1 = 4N και η F 2 = 10N και το σώμα μετατοπίζεται προς τα δεξιά κατά x = 10m. Δίνεται: συν37 ο =0,8 και ημ37 ο =0,6 N=4N F 2 =10N F 1 =4N 37 o B=10N x=10m Να υπολογίσετε: i) Το έργο κάθε δύναμης χωριστά και να το χαρακτηρίσετε. (μ (μ.5).5) 7
ii) το συνολικό έργο. (μ 2) 12. Ορειβάτης μάζας m= 60 kg αναρριχάται από το σημείο Α στο σημείο Β, πάνω σε κατακόρυφο βράχο όπως φαίνεται στο σχήμα. Tο σημείο Β βρίσκεται σε κατακόρυφη απόσταση 3.2 m πάνω από το Α. α) Να υπολογίσετε το βάρος του ορειβάτη. (μ 2) β) Να υπολογίσετε τη δυναμική ενέργεια στη θέση Β. Θεωρείστε ως επίπεδο αναφοράς αυτό που περνά από τη θέση Α. (μ 3) γ) Όταν ο ορειβάτης φθάνει στο σημείο Β, χάνει ξαφνικά την ισορροπία του και πέφτει. Αν δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας, να περιγράψετε τις μετατροπές της ενέργειας που συμβαίνουν κατά την πτώση του ορειβάτη.. δ) Να υπολογίσετε την ταχύτητα του ορειβάτη τη στιγμή που περνά από το σημείο Α. (μ 2) (μ 3) 8
ΜΕΡΟΣ Γ: Το μέρος αυτό αποτελείται από τρία (3) θέματα (13-15). Να απαντήσετε μόνο τα δύο (2). Κάθε θέμα βαθμολογείται με δέκα (15) μονάδες. 13. Σώμα μάζας m=5 kg, κινείται σε ευθύ και οριζόντιο δρόμο χωρίς τριβή. Στην πιο κάτω γραφική παράσταση φαίνεται η μεταβολή της ταχύτητας σε συνάρτηση με το χρόνο. α) Να χαρακτηρίσετε το είδος της κίνησης στα ακόλουθα χρονικά διαστήματα. 0-24s 24s -72s 72s - 120s... β) Να υπολογίσετε την επιτάχυνση του σώματος σε κάθε ένα από τα πιο πάνω χρονικά διαστήματα. γ) Να υπολογίσετε τη συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο σώμα τις χρονικές στιγμές t 1 = 10 s και t 2 = 30 s. (μ. 2) 9
γ) Nα υπολογίσετε το συνολικό διάστημα που διένυσε το σώμα σε χρόνο t =120 s. (μ.4) δ) Να κάνετε τη γραφική παράσταση της θέσης του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο x = f(t), από τη χρονική στιγμή t =0 s μέχρι τη χρονική στιγμή t =120 s. Θεωρείστε ότι τη χρονική στιγμή t =0 s το σώμα βρίσκεται στη θέση x= 0m. 10
14 α) i ) Να διατυπώσετε το θεώρημα διατήρησης της μηχανικής ενέργειας. ii) Πότε ένα σώμα έχει βαρυτική δυναμική ενέργεια; iii) Πότε ένα σώμα έχει κινητική ενέργεια; β) Ένα αγόρι με πατίνια κινείται κατά μήκος μιας καμπύλης διαδρομής πίστας όπως φαίνεται στο σχήμα. Η μάζα του αγοριού με τα πατίνια είναι 54 kg. Ξεκινά από την κορυφή της διαδρομής ύψους 1,8 m από την ηρεμία και καταλήγει στη θέση Δ που βρίσκεται σε ύψος 1,6 m. Αν κατά τη διάρκεια της κίνησής του από το σημείο Α μέχρι το Δ δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας, να υπολογίσετε: i) τη μηχανική ενέργεια στη θέση Α. ii) την ταχύτητα στη θέση Β. iii) την κινητική ενέργεια στη θέση Δ που βρίσκεται σε ύψος 1,6m πάνω από το έδαφος. iv) την ταχύτητα στη θέση Δ. 11
15. Η σιδερένια σφαίρα μάζας 2 Kg ισορροπεί όπως φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα με τη βοήθεια ενός μαγνήτη. Δίνονται: ημφ=0,6 και συνφ=0,8. α) Να σχεδιάσετε όλες τις δυνάμεις που ασκούνται στη σιδερένια σφαίρα Σ και να τις χαρακτηρίσετε ως δυνάμεις πεδίου ή δυνάμεις επαφής. νήμα φ μαγνήτης S N Σ β) Στο πιο πάνω σχήμα να επιλέξετε ορθογώνιους άξονες και να αναλύσετε τη δύναμη που χρειάζεται να αναλυθεί σε αυτούς. γ) Να διατυπώσετε τη συνθήκη ισορροπίας σώματος υπό την επίδραση τριών ομοεπίπεδων δυνάμεων. δ) Να υπολογίσετε όλες τις δυνάμεις που ασκούνται στη σφαίρα Σ. (μ 7) Η Διευθύντρια Δημητρίου Ελένη 12
13
15. Η σιδερένια σφαίρα μάζας 2 Kg ισορροπεί όπως φαίνεται στο σχήμα με τη βοήθεια ενός μαγνήτη. Δίνονται: ημφ=0,6 και συνφ=0,8. α) Να σχεδιάσετε όλες τις δυνάμεις που ασκούνται στη σιδερένια σφαίρα Σ και να τις χαρακτηρίσετε ως δυνάμεις πεδίου ή δυνάμεις επαφής. νήμα φ μαγνήτης S N Σ β) Στο πιο πάνω σχήμα να επιλέξετε ορθογώνιους άξονες και να αναλύσετε τη δύναμη που χρειάζεται να αναλυθεί σε αυτούς. γ) Να διατυπώσετε τη συνθήκη ισορροπίας σώματος υπό την επίδραση τριών ομοεπίπεδων δυνάμεων. δ) Να υπολογίσετε όλες τις δυνάμεις που ασκούνται στη σφαίρα Σ. (μ 7) Συντονίστρια: Χρυσάνθη Νεοκλέους Διδάσκοντες καθηγητές: Θέμος Aποστολίδης Ήβη Μουγιάση Μαρία Κωνσταντίνου Ευάγγελος Καρακωστόπουλος Η Διευθύντρια Δημητρίου Ελένη 14