3ο Διαγώνισμα Προσομοίωσης Φυσικής Γ’ Λυκείου – Πανελλαδικές 2025
ΘΕΜΑ Α
Α1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστές ή Λανθασμένες:
α) Το έργο της δύναμης ελατηρίου είναι πάντα θετικό.
β) Η ενέργεια ταλάντωσης στο απλό αρμονικό ταλαντωτή είναι σταθερή.
γ) Στο φαινόμενο Doppler, όταν ο παρατηρητής πλησιάζει την πηγή, η συχνότητα που αντιλαμβάνεται αυξάνεται.
δ) Το πλάτος μιας φθίνουσας ταλάντωσης παραμένει σταθερό με τον χρόνο.
ε) Στο φαινόμενο της εξαναγκασμένης ταλάντωσης, η συχνότητα ταύτισης οδηγεί σε συντονισμό.
Α2. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση:
Στο φαινόμενο της κρούσης δύο σωμάτων με ίσες μάζες, όταν η κρούση είναι ελαστική και η μία μάζα είναι ακίνητη, τότε:
α) Τα σώματα κολλάνε μεταξύ τους.
β) Το ακίνητο σώμα παραμένει ακίνητο.
γ) Η κινητική ενέργεια δεν διατηρείται.
δ) Το αρχικά κινούμενο σώμα σταματά και το άλλο κινείται με την ταχύτητά του.
Α3. Να αναπτύξετε σύντομα:
Πώς σχετίζεται η περίοδος μιας απλής αρμονικής ταλάντωσης με τη μάζα του σώματος και τη σταθερά επαναφοράς; Να εξηγήσετε με απλά λόγια και με μαθηματική σχέση.
Α4. Ένα σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση με δύναμη απόσβεσης. Πώς επηρεάζεται η περίοδος και το πλάτος της ταλάντωσης με την πάροδο του χρόνου;
ΘΕΜΑ Β
Ένα σώμα μάζας m = 0,5 kg είναι δεμένο σε ιδανικό ελατήριο σταθεράς k = 200 N/m και εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση. Η αντιστάθμιση λόγω τριβής παριστάνεται από δύναμη F_αντ = -b·υ, με
b = 2 kg/s.
Αρχικά το σύστημα εκτρέπεται κατά x₀ = 0,1 m και αφήνεται ελεύθερο.
Β1. Να γράψετε την εξίσωση της αποσβεσμένης ταλάντωσης (χωρίς να απαιτείται αριθμητική λύση).
Β2. Να υπολογίσετε τη γωνιακή συχνότητα της αποσβεσμένης ταλάντωσης.
Β3. Να υπολογίσετε τη μηχανική ενέργεια του συστήματος τη χρονική στιγμή t = 0.
Β4. Πόσο θα είναι περίπου το πλάτος της ταλάντωσης μετά από 10s;
ΘΕΜΑ Γ
Σώμα μάζας m = 2 kg ηρεμεί σε οριζόντιο λείο επίπεδο, δεμένο σε ιδανικό ελατήριο με σταθερά k = 100 N/m. Τη χρονική στιγμή t = 0 ασκείται στο σώμα σταθερή οριζόντια δύναμη F = 10 N.
Γ1. Να υπολογίσετε τη μέγιστη επιμήκυνση του ελατηρίου.
Γ2. Να δείξετε ότι το σώμα εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση με σταθερή δύναμη και να γράψετε την εξίσωση της απομάκρυνσης.
Γ3. Να υπολογίσετε την κινητική ενέργεια του σώματος τη στιγμή που περνά από τη θέση ισορροπίας.
Γ4. Να γίνει γραφική παράσταση απομάκρυνσης – χρόνου.
ΘΕΜΑ Δ
Ένας ομογενής δίσκος μάζας Μ = 2 kg και ακτίνας R = 0,4 m ηρεμεί πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο και μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές γύρω από κατακόρυφο άξονα που διέρχεται από το κέντρο του (κάθετος στο επίπεδο). Στο χείλος του δίσκου προσπίπτει σφαιρίδιο μικρών διαστάσεων και μάζας m = 0,5 kg, που κινείται σε οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα υ₀ = 8 m/s, παράλληλη στη διάμετρο του δίσκου.
Το σφαιρίδιο συγκρούεται πλαστικά με τον δίσκο (κολλάει στο χείλος του) και ακολουθεί περιστροφική κίνηση μαζί του.
Δ1.Να υπολογίσετε τη στροφορμή του σφαιριδίου ως προς τον άξονα περιστροφής λίγο πριν την κρούση.
Δ2.Να εφαρμοστεί η αρχή διατήρησης της στροφορμής και να βρεθεί η γωνιακή ταχύτητα ω του συστήματος (δίσκος + σφαιρίδιο) αμέσως μετά την κρούση.
Δ3. Να υπολογίσετε την κινητική ενέργεια του συστήματος μετά την κρούση. Ποια ποσότητα ενέργειας χάθηκε κατά την κρούση και γιατί;
Δ4.Αν στο χείλος του δίσκου, διαμέτρικά αντίθετα από το σημείο πρόσκρουσης, βρίσκεται αρχικά δεύτερο σφαιρίδιο ίδιας μάζας (0,5 kg) και την ίδια στιγμή αφήνεται να κινηθεί ελεύθερα, τι επίπτωση θα έχει αυτό στη γωνιακή ταχύτητα μετά την κρούση;
Δίνεται: Η ροπή αδράνειας του δίσκου ως προς τον άξονα περιστροφής είναι
Ένας ομογενής δίσκος μάζας Μ = 2 kg και ακτίνας R = 0,4 m ηρεμεί πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο και μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές γύρω από κατακόρυφο άξονα που διέρχεται από το κέντρο του (κάθετος στο επίπεδο). Στο χείλος του δίσκου προσπίπτει σφαιρίδιο μικρών διαστάσεων και μάζας m = 0,5 kg, που κινείται σε οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα υ₀ = 8 m/s, παράλληλη στη διάμετρο του δίσκου.Δίνεται: Η ροπή αδράνειας του δίσκου ως προς τον άξονα περιστροφής είναι
Απαντήσεις
Οι απαντήσεις προσεχώς.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου