ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΜΑΘΗΤΗ/ΜΑΘΗΤΡΙΑΣ: ΘΕΜΑ Α Εξεταστέα ύλη: ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΟΡΜΗ ΑΕΡΙΑ Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Α1. Όταν η πίεση ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου διπλασιάζεται υπό σταθερό όγκο, τότε η πυκνότητα του αερίου: διπλασιάζεται. υποδιπλασιάζεται. γ. τετραπλασιάζεται. δ. παραμένει αμετάβλητη. Α2. Δύο χορευτές του πατινάζ με μάζες m 1 και m 2, όπου m 1 =2m 2, είναι αρχικά ακίνητοι ο ένας δίπλα στον άλλο. Ο χορευτής μάζας m 1 σπρώχνει τον άλλο. Για τις ορμές p1 και p2 που θα αποκτήσουν οι χορευτές, ισχύουν: p1 = 2 p2 p1 = p2 γ. p1 = p2 p = 2 p δ. 1 2 Α3. Η ενεργός ταχύτητα (υ ΕΝ. ) των μορίων ενός ιδανικού αερίου είναι: ανάλογη με τη θερμοκρασία του. αντιστρόφως ανάλογη προς τη γραμμομοριακή μάζα του. γ. ανάλογη προς την τετραγωνική ρίζα της θερμοκρασίας του. δ. ανάλογη με την πίεση του αερίου. σελίδα 1
δ. Τ Α = 2Τ Γ Μαθητικό Σπουδαστήρι, Κυριακή 21 Δεκεμβρίου 2014 Α4. Σώμα μάζας m=2kg κινείται ευθύγραμμα και η ορμή του μεταβάλλεται με το χρόνο σύμφωνα με το ακόλουθο διάγραμμα: Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα μας δίνει την τιμή της συνισταμένης δύναμης σε συνάρτηση με το χρόνο; Α5. Η ράβδος του σχήματος στρέφεται με σταθερή συχνότητα f γύρω από το άκρο της Ο, πάνω στο επίπεδο της σελίδας. Ποιες από τις ακόλουθες σχέσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες είναι λανθασμένες (Λ); υ Γ = υ Α ω Γ = ω Α γ. α Γ = α Α σελίδα 2
ΘΕΜΑ Β Β1. Δύο αέρια που θεωρούνται ιδανικά, Ο 2 μοριακής μάζας 32g/mol και Ν 2 μοριακής μάζας 2g/mol βρίσκονται στην ίδια απόλυτη θερμοκρασία Τ. Ο λόγος των ενεργών ταχυτήτων των μορίων υεν.( O2 ) υεν.( N2 ) είναι: γ. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Μονάδες 4 Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες Β2. Δύο σώματα με μάζες m και 2m κινούνται στην ίδια ευθεία, με ταχύτητες που έχουν μέτρο 3υ και υ αντίστοιχα, με αντίθετες φορές. Τα σώματα συγκρούονται πλαστικά δημιουργώντας συσσωμάτωμ Το μέτρο της μεταβολής της ορμής του σώματος μάζας m ισούται με: m υ 3 10m υ 3 γ. 3m υ Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Μονάδες 4 Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 9 σελίδα 3
2 Β3. Μία ποσότητα n = mol (το R είναι αριθμητικά ίσο με τη σταθερά των ιδανικών R αερίων εκφρασμένη σε Joule ) ιδανικού αερίου, βρίσκεται στην κατάσταση mol K θερμοδυναμικής ισορροπίας Α με p A =2 10 5 N/m 2 και Τ Α = 300Κ. Στο αέριο πραγματοποιούνται οι ακόλουθες αντιστρεπτές μεταβολές: Α Β: ισοβαρής εκτόνωση, μέχρι V B =2 V A. B Γ: ισόχωρη ψύξη, μέχρι Τ Γ =Τ A. Γ Α: ισόθερμη συμπίεση. Να βρεθούν οι όγκοι, οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις του αερίου στις καταστάσεις Α, Β, Γ. Να γίνουν τα διαγράμματα p-v, p-t, V-T. Μονάδες 10 Μονάδες 5 σελίδα 4
ΘΕΜΑ Γ Μια ράβδος μήκους R=1m και αμελητέας μάζας βρίσκεται πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο και μπορεί να περιστρέφεται γύρω από το σημείο Ο. Στο άλλο άκρο της ράβδου είναι στερεωμένο σώμα Σ 1 μάζας m 1 =2kg το οποίο εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση με γραμμική ταχύτητα μέτρου υ 1 =20m/s, ξεκινώντας από το σημείο Κ. Στο σημείο Λ (αντιδιαμετρικό του Κ), βρίσκεται ακίνητο σώμα Σ 2, μάζας m 2 =1kg (ακόλουθο σχήμα). Γ1. Να σχεδιαστεί και να υπολογιστεί το μέτρο της κεντρομόλου δύναμης που ασκείται στο σώμα Σ 1 από τη ράβδο. Μονάδες Όταν το σώμα Σ 1 φτάσει στο σημείο Λ συγκρούεται με το σώμα Σ 2. Μετά την κρούση το σώμα Σ 2 αποκτά ταχύτητα μέτρου υ 2 =20m/s και κινείται ευθύγραμμα πάνω στο λείο επίπεδο, στη διεύθυνση της εφαπτομένης του κύκλου στο σημείο Λ. Να θεωρήσετε ότι η κρούση είναι ακαριαί Γ2. Να βρεθεί το μέτρο της ταχύτητας του σώματος Σ 1 αμέσως μετά την κρούση. Μον. T 1 Γ3. Να βρεθεί ο λόγος T, όπου Τ 1 η περίοδος της ομαλής κυκλικής κίνησης πριν την 2 κρούση και Τ 2 η περίοδος της ομαλής κυκλικής κίνησης μετά την κρούση. Μον. Γ4. Να βρεθεί η απόσταση μεταξύ των δύο σωμάτων Σ 1 και Σ 2 τη χρονική στιγμή που το σώμα Σ 1 μετά την κρούση φτάνει στο σημείο Κ για πρώτη φορά. Μονάδες 9 Δίνεται ότι: π 2 10 σελίδα 5