ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ΄ΤΑΞΗΣ

Πέμπτη, 31 Ιανουάριος 2008

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ

Δύο ίδιοι οριζόντιοι κυκλικοί δίσκοι (α) και (β) μπορούν να ολισθαίνουν πάνω σε οριζόντιο ορθογώνιο τραπέζι Γ∆ΕΖ χωρίς τριβές, όπως στο σχήμα. Αρχικά οι δύο δίσκοι είναι ακίνητοι και τα κέντρα τους απέχουν ίδια απόσταση από την πλευρά ΕΖ. Ίδιες σταθερές δυνάμεις F με διεύθυνση παράλληλη προς τις πλευρές ∆Ε και ΓΖ ασκούνται σ’ αυτούς. Στο δίσκο (α) η δύναμη ασκείται πάντα στο σημείο Α του δίσκου. Στο δίσκο (β) η δύναμη ασκείται πάντα στο σημείο Β του δίσκου.

Αν ο δίσκος (α) χρειάζεται χρόνο t_αγια να φτάσει στην απέναντι πλευρά ΕΖ, ενώ ο δίσκος (β) χρόνο t_β, τότε:

α. t_α> t_β

β. t_α= t_β

γ. t_β > t_α.

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

Απάντηση

Μπορείτε να δείτε όλα τα θέματα εξετάσεων, ανά κεφάλαιο από ΕΔΩ.

Σύνθετη κίνηση στερεού.

Πάνω σε μια παγωμένη λίμνη ηρεμεί μια ομογενής σανίδα μήκους 4m. Σε μια στιγμή t=0 ένα κινούμενο υλικό σημείο Σ, συγκρούεται με τη σανίδα με αποτέλεσμα, αμέσως μετά την κρούση τα άκρα Α και Β της σανίδας να αποκτήσουν ταχύτητες υ_Α=20m/s και υ_Β=40m/s αντίστοιχα, όπως στο σχήμα (α).

α) Ποια η ταχύτητα του μέσου Ο της σανίδας.

β) Να βρεθεί η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής της σανίδας, γύρω από το κέντρο μάζας της Ο.

γ) Σε πόσο χρόνο για πρώτη φορά η σανίδα θα βρεθεί στη θέση του σχήματος β;

δ) Για τη θέση (β):

	i) Ποιο είναι το άκρο Α και ποιο το Β;
	ii) Το άκρο Α ή το Β έχει μεγαλύτερη ταχύτητα;
	iii) Να βρεθεί η επιτάχυνση του κέντρου Ο και του άκρου Α της σανίδας.

Απάντηση

Κινηματική Στερεού. Κίνηση τροχού.

Στο σχήμα φαίνεται ο τροχός ενός αυτοκινήτου που κινείται με σταθερή ταχύτητα υ₀=10m/s σε οριζόντιο δρόμο. Το ανώτερο σημείο Α του τροχού έχει ταχύτητα υ₁=15m/s.

Ποιες προτάσεις είναι σωστές ή και ποιες λάθος:

α) Η μέγιστη γραμμική ταχύτητα ενός σημείου του τροχού είναι ίση με 5m/s.

β) Μεταξύ της ταχύτητας του αυτοκινήτου υ₀ και της γωνιακής ταχύτητας του τροχού ισχύει η σχέση υ₀=2ωR.

γ) Η ταχύτητα του σημείου επαφής του τροχού με το έδαφος (σημείο Β) έχει μηδενική ταχύτητα.

δ) Ο τροχός του αυτοκινήτου σπινάρει.

ε) Για την ταχύτητα του σημείου Γ, που βρίσκεται στο άκρο μιας οριζόντιας ακτίνας ισχύει υ_Γ²= 1,25 υ₀².

στ) Δεν υπάρχει σημείο του τροχού με μηδενική ταχύτητα.

ζ) Το σημείο Α έχει μεγαλύτερη επιτάχυνση από το σημείο Β.

Απάντηση

Τετάρτη, 30 Ιανουάριος 2008

Μηχανική στερεού. Γωνιακή και επιτρόχια επιτάχυνση.

Το ορθογώνιο ΑΒΓΔ με πλευρές (ΑΒ)= 4m και (ΒΓ)=3m μπορεί να στρέφεται γύρω από την κορυφή Α, σε κατακόρυφο επίπεδο και σε μια στιγμή περνά από την κάτω θέση (1) με ορισμένη γωνιακή ταχύτητα, οπότε μετά από λίγο σταματά στιγμιαία στη θέση (2). Στη θέση αυτή η κορυφή Β έχει επιτάχυνση α_Β=6m/s².

α) Ποιος ο ρυθμός μεταβολής της γωνιακής ταχύτητας του ορθογωνίου στη θέση (2);

β) Να σχεδιάστε στο σχήμα τις επιταχύνσεις της κορυφής Γ και του κέντρου Ο του ορθογωνίου.

γ) Να υπολογίσετε τα μέτρα των παραπάνω επιταχύνσεων.

Απάντηση:

Στροφική - κυκλική κίνηση στερεού.

Στα παρακάτω σχήματα φαίνονται δύο στερεά να κινούνται σε κυκλική τροχιά κέντρου Ο και ακτίνας R. Παρατηρώντας την κίνηση των σωμάτων, απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις:

α) Στο σχήμα (α) το στερεό εκτελεί περιστροφική κίνηση.

β) Στο σχήμα (α) το στερεό εκτελεί μεταφορική κυκλική κίνηση.

γ) Στο σχήμα (β) το στερεό εκτελεί περιστροφική κίνηση.

δ) Στο σχήμα (β) το στερεό εκτελεί περιστροφική κίνηση.

Απάντηση:

Μπορείτε να παρακολουθήστε παρόμοιες κινήσεις, ανοίγοντας το αρχείο Interactive Physics ΕΔΩ.

Κυριακή, 27 Ιανουάριος 2008

Κύλιση και κέντρο μάζας.

Ο τροχός ενός κάρου έχει μάζα Μ=10kg και ακτίνα R=0,8m, ενώ ένα σώμα Σ μάζας m₁=10kg, το οποίο θεωρείται υλικό σημείο, είναι προσδεδεμένο σε απόσταση r=0,6m από τον άξονα Ο του τροχού. Το κάρο κινείται με ταχύτητα υ=1,6m/s και ο τροχός κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει.

α) Σε πόσο χρόνο ο τροχός ολοκληρώνει μια περιστροφή;

β) Ποια η μέγιστη και ποια η ελάχιστη ταχύτητα του σώματος Σ;

γ) Ποια η υ_cm τη στιγμή που το σώμα Σ βρίσκεται στην κατακόρυφο που περνά από τον άξονα Ο του τροχού, όπως στο σχήμα;

Απάντηση:

Σάββατο, 26 Ιανουάριος 2008

Στροφική ή μεταφορική κίνηση;

Ένα σημείο Α ενός στερεού έχει κάθε στιγμή ταχύτητα ίδιου μέτρου με το κέντρο μάζας Ο του στερεού. Μπορεί το στερεό να πραγματοποιεί μόνο στροφική κίνηση;

Απάντηση

Κέντρο μάζας στερεού.

Να εξετασθεί η ορθότητα της πρότασης: «Αν το κέντρο μάζας ενός στερεού έχει ταχύτητα υ_cm, τότε το στερεό, εκτελεί μόνο μεταφορική ή σύνθετη κίνηση»

Απάντηση:

Πέμπτη, 24 Ιανουάριος 2008

Έργο δύναμης και έργο ροπής.

Γύρω από έναν κύλινδρο ακτίνας R=0,4m, ο οποίος ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο, τυλίγουμε ένα αβαρές νήμα, στο άκρο Α του οποίου ασκούμε σταθερή οριζόντια δύναμη F=10Ν. Μετά από λίγο ο κύλινδρος έχει μετακινηθεί κατά x=16m, ενώ έχει περιστραφεί κατά γωνία θ=80rad.

α) Πόσο είναι το έργο της δύναμης F (σαν δύναμης).

β) Πόσο είναι το έργο της ροπής της δύναμης;

γ) Το συνολικό έργο της δύναμης είναι:

i) 160J,

ii) 320J,

iii) 480J.

δ) Το σημείο Α έχει μετακινηθεί κατά:

i) 16m,

ii) 32m,

iii) 48m.

ε) Να βρεθεί η μεταφορική και η περιστροφική κινητική ενέργεια του κυλίνδρου.

Απάντηση:

Σάββατο, 19 Ιανουάριος 2008

Φάση κύματος

Με αφορμή ένα Test....

Κατά μήκος ενός ελαστικού μέσου διαδίδεται ένα κύμα προς τα δεξιά, με μήκος κύματος λ=2m. Ένα σημείο Σ κάποια χρονική στιγμή έχει εκτελέσει 2,5 ταλαντώσεις. Ποια η φάση ενός άλλου σημείου Μ, αριστερά του Σ και σε απόσταση 0,5m από αυτό;

Απάντηση

Τετάρτη, 16 Ιανουάριος 2008

Στάσιμο κύμα 2

Κατά μήκος ενός γραμμικού ελαστικού μέσου έχει δημιουργηθεί ένα στάσιμο κύμα από συμβολή δύο κυμάτων με μήκη κύματος λ=1,6m. Δύο σημεία Κ και Λ είναι δεξιά ενός δεσμού Δ, απέχοντας από αυτόν αποστάσεις x₁=0,6m και x₂=2m αντίστοιχα. Σε μια στιγμή η φάση του Κ είναι ίση με 40π.

1)Η φάση του σημείου Λ είναι μεγαλύτερη, μικρότερη ή ίση με 40π;

2) Να συγκρίνετε τις μέγιστες ταχύτητες ταλάντωσης των σημείων Κ και Λ.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απαντήσεις

Κυριακή, 13 Ιανουάριος 2008

Συντονισμός Video

Δείτε από το YouTube ένα καταπληκτικό Video, όπου μπορεί να σπάσει ένα ποτήρι, όταν τεθεί σε ταλάντωση και συντονισθεί.

Αν δεν σας ενθουσίασε τότε δείτε το επόμενο.
Πώς μπορεί να πέσει μια γέφυρα....

Σάββατο, 12 Ιανουάριος 2008

Στάσιμο κύμα

Κατά μήκος ενός γραμμικού ελαστικού μέσου έχει δημιουργηθεί ένα στάσιμο κύμα, από κύματα πλάτους 0,1m και μήκους κύματος λ=4m. Η εξίσωση ταλάντωσης ενός σημείου Κ που βρίσκεται δεξιά ενός δεσμού Δ, απέχοντας 1m από αυτόν, είναι:

y= 0,2 ημ4πt (S.I.)

α) Ποιο το πλάτος των δύο κυμάτων, από τη συμβολή των οποίων προέκυψε το στάσιμο κύμα.
β) Να βρεθεί η εξίσωση ταλάντωσης ενός σημείου Λ που βρίσκεται στο μέσον του ευθυγράμμου τμήματος ΔΚ.

Απάντηση

Παρασκευή, 11 Ιανουάριος 2008

Στάσιμο κύμα από ανάκλαση

Δίνεται χορδή ΟΒ μήκους L=4m που το άκρο Β είναι σταθερό ενώ το άκρο Ο (για το οποίο θεωρούμε x=0) τίθεται σε ταλάντωση, οπότε κατά μήκος της χορδής διαδίδεται κύμα με εξίσωση:

y= 0,1 ημ 2π(t-x/2) (μονάδες στο S.Ι.)

α) Ποια η εξίσωση της ταλάντωσης (που θα εκτελούσε το Β, αν ήταν ελεύθερο) εξαιτίας του κύματος αυτού.
β) Ποια η εξίσωση ταλάντωσης ενός σημείου Σ, που βρίσκεται στη θέση x, εξαιτίας του κύματος που ανακλάται.
γ) Ποια η εξίσωση του στάσιμου κύματος που δημιουργείται από τη συμβολή των δύο κυμάτων;
δ) Στη θέση x=0 τι δημιουργείται δεσμός ή κοιλία;
ε) Να σχεδιάστε στιγμιότυπο τη χρονική στιγμή που το ανακλώμενο κύμα φτάνει στο Ο.
στ) Τι θα άλλαζε αν το μήκος της χορδής ήταν 4,5m;

Απάντηση:

Παρασκευή, 28 Δεκέμβριος 2007

Διάθλαση ή ολική ανάκλαση;

Mε αφορμή το Ουράνιο τόξο…….

Μια ακτίνα μονοχρωματικού φωτός προσπίπτει σε μια σφαιρική σταγόνα νερού (όπως στο ουράνιο τόξο), υπό γωνία φ και στο σχήμα φαίνεται η πορεία της μέχρι να εξέλθει από τη σταγόνα.

Στο βιβλίο λέγεται ότι στη θέση Α η ακτίνα παθαίνει ολική εσωτερική ανάκλαση. Να εξετασθεί η ορθότητα της πρότασης αυτής.

Απάντηση

Ολική (εσωτερική) ανάκλαση

Μια μονοχρωματική ακτίνα φωτός πέφτει κάθετα στην πλευρά ΑΒ ενός πρίσματος, η τομή του οποίου είναι ισόπλευρο τρίγωνο ΑΒΓ, όπως στο σχήμα. Δίνεται ο δείκτης διάθλασης του πρίσματος για την παραπάνω ακτινοβολία n=1,7.

α) Η ακτίνα θα συνεχίσει την πορεία της χωρίς να εκτραπεί κατά την είσοδό της στο πρίσμα.
β) Η γωνία πρόσπτωσης στην πλευρά ΑΓ είναι θ=60°.
γ) Η ακτίνα θα υποστεί ολική ανάκλαση στην πλευρά ΑΓ και θα εξέλθει από το πρίσμα κάθετα στην ΒΓ.
δ) Αν βυθίζαμε το πρίσμα σε υγρό με δείκτη διάθλασης n₁ =1,6, να χαράξετε την πορεία της ακτίνας, μέχρι να εξέλθει από το πρίσμα.

Απάντηση

Πέμπτη, 27 Δεκέμβριος 2007

Συμβολή...

Στις κορυφές Β και Γ ισοπλεύρου τριγώνου πλευράς α=0,5m βρίσκονται δύο πηγές κυμάτων, οι οποίες ταλαντώνονται σύμφωνα με τις εξισώσεις

y_Β=0,2ημ200πt και y_Γ=0,2ημ204πt (μονάδες S.Ι.).

Χαρακτηρίστε σαν σωστές ή λαθεμένες τις παρακάτω προτάσεις:

α) Η κορυφή Α ταλαντώνεται με σταθερό πλάτος Α΄=0,4m.

β) Η συχνότητα ταλάντωσης της κορυφής Α είναι f=101Ηz.

γ) Σε χρόνο 1s το πλάτος ταλάντωσης της κορυφής Α γίνεται δύο φορές 0,4m.

Απάντηση

Ανάκλαση κύματος σε σταθερό άκρο.

Η κυματομορφή του σχήματος διαδίδεται προς τα δεξιά, με ταχύτητα υ=2m/s, κατά μήκος ενός τεντωμένου νήματος, το οποίο είναι δεμένο στο ένα του άκρο σε κατακόρυφο τοίχο. Για t=0 η κορυφή Β απέχει d=1m από τον τοίχο. Να σχεδιάσετε τη μορφή του σχοινιού τις χρονικές στιγμές t₁=0,5s και t₂=1s.

Απάντηση

Αρμονικό κύμα

Δίνονται τα ακόλουθα στιγμιότυπα αρμονικών κυμάτων τις χρονικές στιγμές t₁, t₂ και t₃ , τα οποία παράγονται από πηγή (ή πηγές) που βρίσκεται στη θέση x=0 και όπου για t=0, y=0.

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος. Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
α)Η πηγή που δημιουργεί το πρώτο κύμα ταλαντώνεται για χρονικό διάστημα t₁=Τ.
β) Η πηγή του πρώτου κύματος εκτελεί α.α.τ. με εξίσωση y=Α ημωt.
γ) Για τις χρονικές στιγμές t₂ και t₃ ισχύει t₁=5/4 Τ και t₃=2Τ.
δ) Και τα τρία διαγράμματα είναι διαφορετικά στιγμιότυπα του ίδιου κύματος.
ε) Για t=0 η πηγή του δεύτερου κύματος διέρχεται από τη θέση ισορροπίας κινούμενη προς την θετική φορά.

Απάντηση

Δευτέρα, 24 Δεκέμβριος 2007

Ταλάντωση.

Ένα σώμα Σ ηρεμεί στο κάτω άκρο ενός κατακόρυφου ελατηρίου. Ανεβάζουμε το σώμα κατακόρυφα κατά 0,2m , μέχρι τη θέση Α που το ελατήριο αποκτά το φυσικό μήκος του και το αφήνουμε να κινηθεί, ξαναπιάνοντάς το τη στιγμή που μηδενίζεται ξανά η ταχύτητά του. Στο διάγραμμα δίνεται η ταχύτητά του σε συνάρτηση με το χρόνο, θεωρώντας την προς τα κάτω κατεύθυνση σαν θετική.

Να δικαιολογήσετε τις παρακάτω προτάσεις.

Η αρχική επιτάχυνση του σώματος είναι ίση με την επιτάχυνση της βαρύτητας g.
Τη χρονική στιγμή t₃ το σώμα έχει επιτάχυνση -g.

Ισχύει t₃= 0,4π (s).

Η αρχική φάση της ταλάντωσης είναι φ=3π/2.

Η μέγιστη δύναμη που ασκεί το σώμα Σ στο ελατήριο είναι διπλάσια του βάρους του.

Απάντηση

Σάββατο, 22 Δεκέμβριος 2007

Σύγχρονες πηγές.

Δύο σύγχρονες πηγές Ο₁ και Ο₂ οι οποίες απέχουν κατά d=12cm μεταξύ τους, βρίσκονται στην επιφάνεια ενός υγρού και δημιουργούν κύματα πλάτους Α=1cm, με μήκος κύματος λ=2m. Ένα σημείο Σ απέχει αποστάσεις 14cm και 20cm από τις δύο πηγές. Πάνω στο ευθύγραμμο τμήμα ΣΟ₁ τα σημεία που ταλαντώνονται με πλάτος Α΄= 2cm είναι: