ΛΥΚΕΙΟ ΑΓ. ΣΠΥΡΙΔΩΝΑ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ 2012-2013 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2013 ΤΑΞΗ: Α ΗΜΕΡ.: 27/05/13 ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΟΙΝΟΥ ΚΟΡΜΟΥ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 2 ώρες ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΤΜΗΜΑ: ΟΔΗΓΙΕΣ : α) Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από 3 μέρη, 13 σελίδες στο σύνολό του. β) Επιτρέπεται η χρήση μη προγραμματιζόμενης υπολογιστικής μηχανής. γ) Δεν επιτρέπεται η χρήση διορθωτικού υγρού (Tippex). δ) Οι γραφικές παραστάσεις μπορούν να γίνουν και με μολύβι. ΜΕΡΟΣ Α Αποτελείται από 6 ερωτήσεις. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με 5 μονάδες. Να απαντήσετε όλες τις ερωτήσεις. 1. Α. Να δώσετε τον ορισμό του διαστήματος. (2 μον.) Β. Το ποντικάκι ακολουθεί τη διαδρομή Α Β Γ, όπως φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα: Γ Α B -12-10 -8-6 -4-2 0 +2 +4 +6 +8 +10 +12 α) Να υπολογίσετε τη μετατόπιση, x, του ποντικού.. x (m) (1,5 μον.) β) Να υπολογίσετε το διάστημα που διένυσε το ποντικάκι σε ολόκληρη τη διαδρομή. (1,5 μον.) 1

2. α) Να δώσετε τον ορισμό της ευθύγραμμης ομαλής κίνησης. (3 μον.) β) Ένα αυτοκίνητο κινείται ευθύγραμμα και ομαλά με ταχύτητα μέτρου u=10m/s. Να υπολογίσετε το διάστημα που θα διανύσει σε χρόνο t=60s. (2 μον.) 3. α) Να διατυπώσετε τον 3 ο νόμο του Νεύτωνα (Αξίωμα δράσης-αντίδρασης). (3 μον.) β) Ένα μεγάλο αυτοκίνητο Α συγκρούεται μετωπικά με ένα μικρό αυτοκίνητο Β. Κατά τη σύγκρουση ασκείται δύναμη F 1 από το Α στο Β και δύναμη F 2 από το Β στο Α. Να συγκρίνετε ως προς το μέτρο τις δυνάμεις αυτές. Να εξηγήσετε. (2 μον.) 4. Στο πιο κάτω σώμα μάζας m=2kg ασκούνται οι δυνάμεις που φαίνονται. F 1 =20N F 2 =4N F 3 =10N α) Να υπολογίσετε το μέτρο της συνισταμένης δύναμης που ασκείται στο σώμα. (2,5 μον.) β) Να υπολογίσετε την επιτάχυνση που αποκτά το σώμα υπό την επίδραση των δυνάμεων αυτών. (2,5μον.) 5. α) Πότε ένα σώμα περικλείει βαρυτική δυναμική ενέργεια; (3 μον.) 2

β) Σώμα μάζας m αφήνεται από ύψος h από την επιφάνεια της Γης. Ακολούθως ένα όμοιο σώμα μάζας m αφήνεται από το ίδιο ύψος από την επιφάνεια της Σελήνης. Να εξηγήσετε ποιο από τα δύο σώματα παρουσιάζει μεγαλύτερη βαρυτική δυναμική ενέργεια. Δίνεται ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας στη Γη είναι μεγαλύτερη από της επιτάχυνση της βαρύτητας στη Σελήνη, g Γης >g Σελήνης. (2 μον.) 6. α) Να δώσετε τον ορισμό του έργου σταθερής δύναμης. (3 μον.) β) Η πιο κάτω γραφική παράσταση F = f ( x ) παρουσιάζει τη μεταβολή του μέτρου της δύναμης που ασκείται σ ένα σώμα σε σχέση με την μετατόπιση x. Από την γραφική παράσταση να υπολογίσετε το έργο που παράγει η δύναμη όταν μετατοπίζεται το σώμα κατά 8m. (2 μον.) F (N) 10 0 5 8 x (m) 3

ΜΕΡΟΣ Β Αποτελείται από 6 ερωτήσεις. Να απαντήσετε μόνο 4. Η κάθε ερώτηση βαθμολογείται με 10 μονάδες. 7. Α. Να διατυπώσετε το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα (θεμελιώδης νόμος της δυναμικής) (3μον.) Β. Σώμα μάζας m=2kg είναι αρχικά ακίνητο. Υπό την επίδραση των σταθερών δυνάμεων που φαίνονται στο πιο κάτω σχήμα, αρχίζει να κινείται ευθύγραμμα με σταθερή επιτάχυνση α=2m/s 2. F 1 =5N F 2 F 3 =8N α) Να υπολογίσετε τη συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο σώμα. (2,5μον.) β) Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης F 2. (2,5μον.) γ) Να υπολογίσετε την ταχύτητα που θα αποκτήσει το σώμα μετά από χρόνο t=2s. (2μον.) 4

8. Δύο ποδηλάτες τη χρονική στιγμή t ο =0s βρίσκονται στα σημεία Α και Γ μιας ευθύγραμμης διαδρομής και κινούνται προς τα δεξιά με σταθερές ταχύτητες υ 1 =10m/s και υ 2 =8m/s αντίστοιχα, όπως φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα. Η απόσταση ΑΓ είναι 90 m. 90m υ 1 =10m/s υ 2 =8 m/s Α x=0m Γ α) Να υπολογίσετε μετά από πόσο χρόνο θα συναντηθούν οι δύο ποδηλάτες. (4μον.) β) Να υπολογίσετε την απόσταση που θα καλύψει ο κάθε ποδηλάτης μέχρι να συναντηθούν. (3μον.) γ) Να σχεδιάσετε στο ίδιο διάγραμμα, σε βαθμολογημένους άξονες, τη γραφική παράσταση της θέσης x σε σχέση με το χρόνο, x=f(t), για τους δύο ποδηλάτες από τη χρονική στιγμή t=0s μέχρι να συναντηθούν. Θεωρείστε x=0m την αρχική θέση του ποδηλάτη Α. (3μον.) 5

9. α) Να διατυπώσετε το νόμο του Hooke. (2μον.) β) Στο εργαστήριο φυσικής του Λυκείου Αγίου Σπυρίδωνα θέλοντας οι μαθητές να μελετήσουν το νόμο του Hooke και την ελαστική δυναμική ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα ελατήριο όταν αυτό επιμηκύνεται, πραγματοποίησαν το εξής πείραμα: Κρέμασαν το ελατήριο στον ορθοστάτη και πρόσθεταν διαδοχικά βαράκια των 100g όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα του πειράματος συμπλήρωσαν τον πιο κάτω πίνακα : ελατήριο Δx Βάρος Β (N) 1 2 3 4 5 Επιμήκυνση Δx (m) 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 Ορθοστάτης Βαράκια i) Nα σχεδιάσετε τη γραφική παράσταση της δύναμης που ασκείται στο ελατήριο σε σχέση με την επιμήκυνση που υφίσταται το ελατήριο, B=f(Δx). (4μον.) ii) Να υπολογίσετε τη σταθερά του ελατηρίου, k. (2μον.) iii) Να υπολογίσετε την ελαστική δυναμική ενέργεια του ελατηρίου, εάν η επιμήκυνση του ελατηρίου είναι 0,01m. (2μον.) 6

10. Στο εργαστήριο Φυσικής, μια ομάδα μαθητών έκανε ένα πείραμα μελέτης της κίνησης ενός αμαξιού, όταν κινείται πάνω σε κεκλιμένο επίπεδο. Η πειραματική διάταξη που χρησιμοποίησαν φαίνεται πιο κάτω. Τροφοδοτικό Ticker-timer χάρτινη ταινία αμαξάκι Ο χρονομετρητής (ticker-timer) αφήνει στην ταινία μια κουκκίδα κάθε Δt=0,02s. Με τη βοήθεια της ταινίας και του χάρακα που φαίνεται κάτω από τη χαρτοταινία, να απαντήσετε τα ερωτήματα που ακολουθούν. t=0sec x=0cm α) Να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα μετρήσεων για τη θέση x του σώματος στις αντίστοιχες χρονικές στιγμές. (3μον.) t(s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 x(cm) 0 β) Να χαράξετε σε βαθμολογημένους άξονες τη γραφική παράσταση της θέσης x σε συνάρτηση με το χρόνο t, x=f(t). (3μον.) 7

γ) Nα σχεδιάσετε ποιοτικά (χωρίς αριθμούς) πως θα ήταν η γραφική παράσταση της ταχύτητας με το χρόνο, υ=f(t). (2μον.) δ) Εάν η κλίση του κεκλιμένου επιπέδου ήταν μεγαλύτερη, να περιγράψετε ποιοτικά (με λόγια) ποια θα ήταν η διαφορά μεταξύ της νέας χαρτοταινίας με τη χαρτοταινία που σας δίνεται. (2μον.) 11. Σώμα Σ δέχεται την επίδραση τεσσάρων ομοεπίπεδων δυνάμεων, όπως δείχνει το σχήμα, και μετατοπίζεται από τη θέση Α στη θέση Γ. Δίνονται: ημ30 =0,5 και συν30 =0,87. F 2 =5Ν Ν=10Ν Θέση Α 30 F 1 =100Ν Θέση Γ B=60Ν x=10m α) Να υπολογίσετε το έργο κάθε δύναμης (4μον.) 8

β) Να υπολογίσετε το συνολικό έργο. (2μον) γ) Ποιες από τις πιο πάνω δυνάμεις παράγουν έργο, ποιες καταναλώνουν και ποιες ούτε παράγουν ούτε καταναλώνουν ; Να αιτιολογήσετε την απάντηςή σας. (4μον.) 12. Α. Πότε ένα σώμα ισορροπεί; (2μον.) Β. Το σιδερένιο σώμα Σ του σχήματος μάζας m=2kg, ισορροπεί σε λείο κεκλιμένο επίπεδο γωνίας κλίσης 37 υπό την επίδραση ενός μαγνήτη που βρίσκεται στερεωμένος πάνω στο κεκλιμένο επίπεδο. Δίνεται ημ37 =0,6 και συν37 =0,8. Ν Μαγνήτης S Σ α) Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα Σ. (1,5μον.) 37 β) Να χαρακτηρίσετε τις πιο πάνω δυνάμεις, σε δυνάμεις επαφής και δυνάμεις πεδίου. (1,5μον.) γ) Να υπολογίσετε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα. (5μον.) 9

u (m/s) ΜΕΡΟΣ Γ Αποτελείται από 3 ερωτήσεις. Να απαντήσετε μόνο 2. Η κάθε ερώτηση βαθμολογείται με 15 μονάδες. 13. Δίνεται το πιο κάτω διάγραμμα ταχύτητας χρόνου, u = f(t), ενός κινητού που εκτελεί ευθύγραμμη κίνηση. 40 30 20 10 0-10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 t (s) -20-30 -40 α) Να χαρακτηρίσετε τα είδη των κινήσεων στα πιο κάτω χρονικά διαστήματα. (2μον.) i) Από (0 8)s: ii) Από (8 12)s: iii) Από (12 16)s: iv) Από (16 20)s: β) Να υπολογίσετε τις αντίστοιχες επιταχύνσεις για τα χρονικά διαστήματα. (4μον.) i) Από (0 8)s: ii) Από (8 12)s: iii) Από (12 16)s: iv) Από (16 20)s: 10

γ) Να γίνει σε βαθμολογημένους άξονες η γραφική παράσταση της επιτάχυνσης σε σχέση με το χρόνο, α = f ( t ). (2μον.) δ) Να υπολογίσετε το συνολικό διάστημα που διάνυσε το κινητό από (0 20)s. (3μον.) ε) Να υπολογίσετε την μετατόπιση του κινητού από (0 20)s. (3μον.) στ) Να υπολογίσετε τη μέση αριθμητική ταχύτητα του κινητού στα (0 20)s. (1μον.) 11

14. α) Να διατυπώσετε το θεώρημα διατήρησης της μηχανικής ενέργειας. (3μον.) β) Σώμα μάζας m=2kg, ρίχνεται κατακόρυφα προς τα πάνω με ταχύτητα μέτρου u o = 10 m/s από κτίριο που βρίσκεται σε ύψος H=15m από το έδαφος. Κατά την κίνηση του σώματος θεωρούμε ότι η αντίσταση του αέρα είναι αμελητέα. Να υπολογίσετε: i) Τη μηχανική του ενέργεια στο ύψος H, θεωρώντας ως επίπεδο μηδενικής βαρυτικής δυναμικής το έδαφος (3μον.) ii) Το μέγιστο ύψος h max από το έδαφος, στο οποίο φτάνει το σώμα. (3μον.) H=15m uo h max iii) Την ταχύτητα με την οποία το σώμα κτυπά στο έδαφος. (3μον.) iv) Το μέτρο της ταχύτητας του σώματος σε ύψος h 1 = 10 m πάνω από το έδαφος. (3μον.) 12

15 α) Να ορίσετε τη συνισταμένη δύο ή περισσοτέρων δυνάμεων. (3μον.) β) Στο σημείο Ο του πιο κάτω σχήματος ασκούνται οι δυνάμεις F 1, F 2, F 3 και F 4. Δίνονται: ημφ=συνθ=0,6 και ημθ=συνφ=0,8 i) Να αναλύσετε τις δυνάμεις F 1 και F2 και να υπολογίσετε τις συνιστώσες τους. (4μον.) F 3 =9Ν F 2 =5Ν θ Ο φ F 4 =5Ν F 1 =20Ν ii) Να υπολογίσετε την συνισταμένη των δυνάμεων στους δυο άξονες. (4μον.) iii) Να σχεδιάσετε και να υπολογίσετε το μέτρο της συνισταμένης των δυνάμεων. (4μον.) Διευθύντρια Συντονίστρια Εισηγητές Γεωργιάδου Κάτια Β.Δ. Α Ευαγγέλου Νεοφύτα Τζιάμπος Χρίστος Νικολάου Δημήτρης Αδάμου Κατερίνα 13 Φαρκονίδης Ανδρέας