ΛΥΚΕΙΟ ΠΑΛΟΥΡΙΩΤΙΣΣΑΣ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ 2012-13 ΒΑΘΜΟΣ...... ΟΛΟΓΡΑΦΩΣ... ΥΠΟΓΡΑΦΗ... ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑÏΟΥ- ΙΟΥΝΙΟΥ 2013 ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 31/05/2013 ΧΡΟΝΟΣ: 2 ΩΡΕΣ ΤΑΞΗ: Α ΩΡΑ: 7.45-9.45 ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:... ΤΜΗΜΑ:... ΑΡ.:... Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από 15 δακτυλογραφημένες σελίδες και τρία(3) μέρη. Στη σελίδα 16 υπάρχει τυπολόγιο όπου παρατίθενται χρήσιμοι τύποι και σταθερές. Απαγορεύεται η χρήση διορθωτικού υγρού και μη σφραγισμένης υπολογιστικής μηχανής. Οι γραφικές παραστάσεις και τα σχήματα μπορούν να γίνουν με μολύβι. Μ Ε Ρ Ο Σ Α : Το μέρος αυτό αποτελείται από έξι (6) ερωτήσεις. Να απαντήσετε σε ΟΛΕΣ τις ερωτήσεις του μέρους αυτού. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με πέντε (5) μονάδες. Ερώτηση 1: Στη φετινή ύλη της Φυσικής, μεταξύ άλλων, διδαχτήκατε τα ακόλουθα Φυσικά Μεγέθη: Μετατόπιση, Διάστημα, Ταχύτητα, Δύναμη, Ενέργεια. Ποια από αυτά είναι διανυσματικά και ποια είναι μονόμετρα; (5μ.) Διανυσματικά:................................................................ Μονόμετρα:.................................................................. σελίδα 1 από 16
Ερώτηση 2: Πραγματοποιήσαμε πείραμα με τον ηλεκτρικό χρονομετρητή (ticker timer) και πήραμε τις χαρτοταινίες (Α), (Β) και (Γ) που φαίνονται στην εικόνα. (Α) (Β) (Γ) i) Τι είδους κίνηση έχουμε σε κάθε χαρτοταινία; Εξηγήστε την απάντησή σας. Α:.......................................................................... Β:.......................................................................... Γ:............................................................................ ii) Αν ο χρόνος που απαιτήθηκε για να πάρουμε κάθε μία χαρτοταινία ήταν 0,18 s, σε ποια από τις περιπτώσεις Α, Β ή Γ έχουμε τη μεγαλύτερη μέση ταχύτητα και σε ποια περίπτωση έχουμε τη μικρότερη; Εξηγήστε με ποιο σκεπτικό κάνετε τη σύγκριση. Ερώτηση 3: α) Τι ονομάζουμε επιτάχυνση ενός κινητού; β) Το αυτοκίνητο του πιο κάτω σχήματος κινείται ευθύγραμμα και τη χρονική στιγμή t1 = 5s έχει ταχύτητα υ1 = 10m/s ενώ τη χρονική στιγμή t2 = 8s έχει ταχύτητα υ2 = 22m/s, όπως δείχνει το σχήμα. Να υπολογίσετε την επιτάχυνση του αυτοκινήτου. υ1 = 10m/s υ2 = 22m/s t1 = 5s t2 = 8s σελίδα 2 από 16
Ερώτηση 4: α) Ένα λεωφορείο ταξιδεύει με μεγάλη ταχύτητα στον αυτοκινητόδρομο. Κάποια στιγμή o οδηγός φρενάρει απότομα και οι επιβάτες τινάζονται προς τα εμπρός. Να εξηγήσετε με βάση τον αντίστοιχο νόμο της Φυσικής το πιο πάνω φαινόμενο. β) Βάσει του παραπάνω νόμου, να εξηγήσετε με ποιο τρόπο μας προστατεύουν, όσο είναι δυνατόν, οι ζώνες ασφαλείας στα αυτοκίνητα. Ερώτηση 5: α) Να διατυπώσετε τον 3 ο νόμο του Νεύτωνα ( νόμος Δράσης- Αντίδρασης). β) Στα παρακάτω σχήματα να σχεδιάσετε τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης (δράσηςαντίδρασης) μεταξύ των δύο σωμάτων: i) πόδι - μπάλα ii) κιβώτιο - Γη iii) βιβλίο-τραπέζι σελίδα 3 από 16
Ερώτηση 6: Στις παρακάτω περιπτώσεις να συμπληρώσετε τις προτάσεις με τις λέξεις: παραγόμενο, αν η δύναμη παράγει έργο, καταναλισκόμενο, αν η δύναμη καταναλώνει έργο ή μηδενικό, αν η δύναμη ούτε παράγει ούτε καταναλώνει έργο. Να εξηγήσετε με συντομία τις απαντήσεις σας. (5μ.) α) κίνηση Δύναμη F ασκείται προς την κατεύθυνση της κίνησης. Το έργο της δύναμης F είναι:...... β) κίνηση Αγόρι μπαίνει μπροστά σε παδικό αμαξάκι την ώρα που κινείται και του ασκεί δύναμη F αντίθετη προς την κατεύθυνση της κίνησης. Το έργο της δύναμης F είναι:...... γ ) δ) F υ=0 κίνηση Άνθρωπος προσπαθεί να σπρώξει κιβώτιο ασκώντας του δύναμη F, όμως αυτό παραμένει ακίνητο. Το έργο της δύναμης F είναι:...... Το παιδί της εικόνας ασκεί δύναμη F που είναι κάθετη στην κίνησή του οχήματος. Το έργο της δύναμης F είναι:...... ε) Γερανός σηκώνει κιβώτιο, βάρους Β, από το έδαφος μέχρι ένα ύψος h. Το έργο του βάρους Β είναι:......... σελίδα 4 από 16
Μ Ε Ρ Ο Σ Β : Το μέρος αυτό αποτελείται από έξι (6) ερωτήσεις. Να απαντήσετε μόνο σε τέσσερις (4) ερωτήσεις του μέρους αυτού. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με δέκα (10) μονάδες. Ερώτηση 7: Στο πιο κάτω σχήμα φαίνεται η τροχιά της κίνησης ενός αυτοκινήτου πάνω στον οριζόντιο άξονα. Το αυτοκίνητο ξεκινά από το σημείο Α, πηγαίνει στο σημείο Β και τελικά επιστρέφει στο σημείο Γ. Θεωρώντας ότι ολόκληρη η μάζα του αυτοκινήτου είναι συγκεντρωμένη σε ένα υλικό σημείο, στο κέντρο του, να απαντήσετε στα πιο κάτω ερωτήματα: X -500-40 -300-200 -10 0 10 200 30 400 500 Χ (m) α) Ποια είναι η αρχική θέση ΧΑ και ποια η τελική θέση ΧΓ του αυτοκινήτου; (1μ.) β) Να υπολογίσετε τη μετατόπιση του αυτοκινήτου για τη συνολική διαδρομή Α Β Γ και να σχεδιάσετε στο πιο πάνω σχήμα το διάνυσμα της μετατόπισης. (2μ. + 1μ.) γ) Να υπολογίσετε το συνολικό διάστημα που έκανε το αυτοκίνητο για τη συνολική διαδρομή Α Β Γ. δ) Αν το αυτοκίνητο χρειάστηκε συνολικό χρόνο 20 s για να κάνει αυτή τη διαδρομή, πόση ήταν η μέση ταχύτητα του αυτοκινήτου; σελίδα 5 από 16
Ερώτηση 8: Η διπλανή διάταξη χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη της ευθύγραμμης κίνησης ενός οχήματος με τη βοήθεια του προγράμματος Data Studio. Δίνουμε μία αρχική ταχύτητα στο όχημα. Το όχημα ανεβαίνει στο λείο κεκλιμένο επίπεδο και στη συνέχεια επιστρέφει στην αρχική του θέση. Στην οθόνη του ηλεκτρονικού υπολογιστή εμφανίζεται η διπλανή γραφική παράσταση της ταχύτητας του οχήματος σε σχέση με το χρόνο. αισθητήρας α) Να γράψετε όλα τα είδη κινήσεων που κάνει το όχημα από τη στιγμή που ξεκίνησε μέχρι τη στιγμή που επέστρεψε στην αρχική του θέση. β) Ποια χρονική στιγμή το όχημα είχε φτάσει στη μέγιστη απόσταση από την αρχική του θέση και πόση ήταν η ταχύτητά του εκείνη τη στιγμή;............................................................................. γ) Σε καθένα από τα παρακάτω σχήματα, να σχεδιάσετε τα διανύσματα της ταχύτητας υ και της επιτάχυνσης α του οχήματος. Το όχημα ανεβαίνει Το όχημα κατεβαίνει αισθητήρας δ) Στο διπλανό σύστημα αξόνων, να σχεδιάσετε ποιοτικά (χωρίς βαθμολογημένους άξονες) τη γραφική παράσταση της θέσης x του οχήματος σε σχέση με το χρόνο t, από τη στιγμή που το όχημα ξεκίνησε μέχρι τη στιγμή που επέστρεψε στην αρχική του θέση. x 0 t σελίδα 6 από 16
Ερώτηση 9: α) Τι ονομάζουμε συνισταμένη δύο ή περισσότερων δυνάμεων; β) Στο υλικό σημείο Ο του πιο κάτω σχήματος ασκούνται οι δυνάμεις F1 = 16Ν, F2 = 10Ν και F3 = 8Ν. Η μάζα του υλικού σημείου είναι m = 2Kg. i) Να υπολογίσετε τη συνισταμένη (μέτρο, διεύθυνση και φορά) των δυνάμεων που ασκούνται στο υλικό σημείο Ο και να τη σχεδιάσετε στο πιο κάτω σχήμα. (5μ.) F3 F2 F1 Ο ii) Να υπολογίσετε την επιτάχυνση που αποκτά το υλικό σημείο λόγω της επίδρασης των δυνάμεων F1, F2 και F3 και να τη σχεδιάσετε και αυτή στο σχήμα. (2μ.+1μ.) σελίδα 7 από 16
Ερώτηση 10: Σιδερένιο σώμα, μάζας m = 1 kg, ισορροπεί σε λείο κεκλιμένο επίπεδο με τη βοήθεια ενός μαγνήτη, όπως στο σχήμα. Δίνονται: ημφ = 0,6 και συνφ=0,8. φ α) Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα, να τις ονομάσετε και να γράψετε ποιες από αυτές είναι δυνάμεις επαφής και ποιες είναι δυνάμεις πεδίου. Δυνάμεις επαφής:............................................................. Δυνάμεις πεδίου:............................................................. β) Να υπολογίσετε όλες τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα. (5μ.) γ) Αν, αντί του σιδερένιου σώματος, πάνω στο λείο κεκλιμένο επίπεδο βρισκόταν ένα πλαστικό σώμα (δεν επιδρά πάνω του ο μαγνήτης), ποια θα ήταν η κίνησή του; Εξηγήστε. σελίδα 8 από 16
Ερώτηση 11: α) Το σώμα Σ1 δέχεται τις δυνάμεις F = 10N, N = 4N, T = 2N και B = 12N, όπως φαίνεται στο σχήμα και μετατοπίζεται από τη θέση 1 στη θέση 2 κατά Δx = 4m. Δίνονται: ημφ = 0,8 συνφ = 0,6 συν0 ο = 1, συν90 ο = 0, συν180 ο = -1, συν270 ο = 0. Δx B i) Να υπολογίσετε το έργο κάθε δύναμης. (4μ.) WF = θέση 1 θέση 2 N F Σ 1 φ Σ 1 T WN = WT = WB = ii) Να υπολογίσετε το συνολικό έργο των δυνάμεων αυτών. iii) Η κινητική ενέργεια του σώματος στη θέση 2 είναι ίση, μικρότερη ή μεγαλύτερη σε σχέση με την κινητική ενέργεια που είχε στη θέση 1; (1μ.) β) Σε ένα άλλο σώμα Σ2, ασκείται προς την κατεύθυνση της κίνησης δύναμη F, το μέτρο της οποίας μεταβάλλεται σε συνάρτηση με τη θέση x του σώματος, σύμφωνα με το διπλανό διάγραμμα. Να υπολογίσετε το έργο της δύναμης για μετατόπιση του σώματος από τη θέση xo = 0m μέχρι τη θέση x1 = 10m. σελίδα 9 από 16
Ερώτηση 12: Μελετώντας την ελαστική παραμόρφωση ενός ελατηρίου και το νόμο του Hooke, συναρμολογήσαμε τη διάταξη του πιο κάτω σχήματος. Κρεμάσαμε διάφορα βάρη στο ελατήριο και κάθε φορά μετρούσαμε την επιμήκυνση Δx του ελατηρίου. Οι μετρήσεις μας καταγράφονται στον πιο κάτω πίνακα, όπου F είναι η δύναμη που τεντώνει το ελατήριο (η δύναμη αυτή είναι ίση με τα βάρη που κρεμάγαμε στο ελατήριο).. F (N) Δx (m) 1 0,05 2 0,10 3 0,15 4 0,20 α) Σε βαθμολογημένους άξονες, να κάνετε τη γραφική παράσταση της δύναμης F σε σχέση με την επιμήκυνση Δx του ελατηρίου, F = f(δx). (4μ.) β) Να γράψετε πόση είναι η επιμήκυνση του ελατηρίου για δύναμη F=2,5N. (1μ.)... γ) Από τη γραφική παράσταση να υπολογίσετε τη σταθερά Κ του ελατηρίου που χρησιμοποιήσατε στο πείραμα. δ) Να υπολογίσετε την ελαστική δυναμική ενέργεια του ελατηρίου όταν η επιμήκυνσή του είναι Δx = 0,20m. σελίδα 10 από 16
Μ Ε Ρ Ο Σ Γ : Το μέρος αυτό αποτελείται από τρεις (3) ερωτήσεις. Να απαντήσετε μόνο σε δύο (2) ερωτήσεις αυτού του μέρους. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με δεκαπέντε (15) μονάδες. Ερώτηση 13 α) Να γράψετε τι ονομάζουμε: i) Eυθύγραμμη ομαλή κίνηση. ii) Ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση. β) Για κινητό το οποίο εκτελεί ευθύγραμμη κίνηση, δίνεται το διπλανό διάγραμμα της ταχύτητάς του σε σχέση με το χρόνο, υ = f(t). i) Να γράψετε το είδος της κίνησης για τα πιο κάτω χρονικά διαστήματα. 0s 4s :.................................................................... 4s 10s :.................................................................... 10s 14s :.................................................................... ii) Να υπολογίσετε την επιτάχυνση του κινητού σε κάθε κίνησή του. 0s 4s : 4s 10s : 10s 14s : σελίδα 11 από 16
iii) Να κάνετε, σε βαθμολογημένους άξονες, τη γραφική παράσταση της επιτάχυνσης του κινητού σε σχέση με το χρόνο, α = f(t). iv) Να υπολογίσετε το συνολικό διάστημα που διανύει το κινητό στα 14s της κίνησής του. Ερώτηση 14: α) Να διατυπώσετε το θεμελιώδη νόμο της Μηχανικής ( 2 ο νόμο του Νεύτωνα )....... β) Σώμα Σ, μάζας m = 2kg, αρχικά είναι ακίνητο σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Ακολούθως, ασκούνται στο σώμα οι δυνάμεις F1 = 3N και F2 = 5N, όπως φαίνεται στο σχήμα. Οι δυνάμεις αυτές ασκούνται από τη χρονική στιγμή t0 = 0s μέχρι τη χρονική στιγμή t1 = 5s. Σ F2 F1 i) Για το χρονικό διάστημα από 0s μέχρι 5s να υπολογίσετε για το σώμα: iα) την επιτάχυνσή του (4μ.) σελίδα 12 από 16
iβ) την ταχύτητά του τη χρονική στιγμή t1 = 5s iγ) τη μετατόπισή του για το χρονικό διάστημα από 0s μέχρι 5s ii) Τη χρονική στιγμή t1 = 5s παύουν να ασκούνται στο σώμα οι δυνάμεις F1 και F2. Να γράψετε το είδος της κίνησης που εκτελεί το σώμα από τη χρονική αυτή στιγμή και έπειτα. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. iii) Να κάνετε, σε βαθμολογημένους άξονες, τη γραφική παράσταση της ταχύτητας του σώματος σε σχέση με το χρόνο, υ = f(t), για χρονικό διάστημα από 0s μέχρι 7s. σελίδα 13 από 16
Ερώτηση 15: α) Να διατυπώσετε το θεώρημα διατήρησης της μηχανικής ενέργειας......................................................................... β) Ένα παιδικό αυτοκινητάκι, μάζας m = 0,2 kg, αφήνεται να κυλήσει πάνω σε καμπυλωτή τροχιά, από ύψος h1 = 0,8 m, χωρίς τριβές, όπως φαίνεται στο σχήμα. Όταν το αυτοκινητάκι βρεθεί στη θέση Γ απέχει από το έδαφος απόσταση h2 = 0,3m. i) Για καθεμιά από τις θέσεις Α, Β και Γ να υπολογίσετε τη δυναμική, την κινητική και τη μηχανική ενέργεια που έχει το αυτοκινητάκι και να συμπληρώσετε τον πιο κάτω πίνακα. (9μ.) A h1 Γ B h2 έδαφος Θέση Α: Θέση Β: Θέση Γ: Θέση Εδυν Εκιν Εμηχ Α Β Γ σελίδα 14 από 16
ii) Να υπολογίσετε την ταχύτητα που έχει το αυτοκινητάκι στη θέση Γ. Η Διευθύντρια Νικολαΐδου Χρύσω σελίδα 15 από 16
ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ 1 Κινηματική υλικού σημείου σε μία διάσταση 1.1 Εξισώσεις κίνησης x 1 2 2 Uo t αt, U Uo α t 2 Νόμοι του Newton για την κίνηση 2.1 Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα F=m.α 2.2 Βάρος Β=m.g 2.3 Νόμος του Hooke F=k.Δx 3 Έργο, Ισχύς και Ενέργεια 3.1 Έργο δύναμης W=F.x.συνθ 3.2 Κινητική ενέργεια Εκιν= 2 1 mu 2 3.3 Ελαστική Δυναμική Ενέργεια Εελ= 1 2 k.δx 2 3.4 Δυναμική Ενέργεια Βαρύτητας Εδυν=m.g.h 3.5 Αρχή διατήρησης μηχανικής ενέργειας 1 mu 2 + m.g.h = σταθερό 2 3.6 Ισχύς W P t 4 Σταθερές 4.1 Επιτάχυνση της βαρύτητας g=10 m/s 2 σελίδα 16 από 16