Διαγώνισμα στο έργο – ενέργεια 2022

Του Αποστόλη Παπάζογλου

ΘΕΜΑ A

Στις προτάσεις Α1 έως και Α4 να επιλέξετε τη σωστή απάντηση

Α1. Για να εκτελεί έργο μια δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα, πρέπει:

α. το σώμα να παραμένει ακίνητο

β. η δύναμη να είναι κάθετη στη μετατόπιση του σώματος

γ. η δύναμη να μετατοπίζει το σημείο εφαρμογής της

δ. η δύναμη να είναι κάθετη στην ταχύτητα του σώματος

(5 μονάδες)

Α2. Ένα σώμα εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Το συνολικό έργο των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα:

α. είναι ίσο με μηδέν

β. είναι θετικό

γ. είναι αρνητικό

δ. είναι θετικό ή αρνητικό, ανάλογα με την τιμή της ταχύτητας του σώματος

(5 μονάδες)

Α3. Το έργο μιας δύναμης εκφράζει:

α. μεταβίβαση ενέργειας από ένα σώμα σε άλλο

β. μετατροπή ενέργειας από μια μορφή σε άλλες

γ. είτε το (α) είτε το (β)

δ. τίποτε από τα παραπάνω

(5 μονάδες)

Η συνέχεια σε word

και σε pdf

Η τριβή ολίσθησης επιταχύνει το σώμα

Πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί το σύστημα των σωμάτων Σ1(σανίδα) και Σ2(κύβος) του σχήματος, με μάζες m1 = 3kg και m2 = 2kg αντίστοιχα, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Ασκούμε στο Σ1 οριζόντια δύναμη και μελετάμε τη συμπεριφορά του συστήματος.Α) Αν μεταξύ των σωμάτων δεν εμφανίζεται τριβή, τι κίνηση θα εκτελέσει κάθε σώμα;
Β) Αν μεταξύ των σωμάτων υπάρχει τριβή, με συντελεστές τριβής μ = μσ = 0,3 ποια είναι η μέγιστη τιμή της κοινής επιτάχυνσης των δύο σωμάτων ώστε να μην υπάρξει ολίσθηση του σώματος Σ2, πάνω στο Σ1; Ποια είναι η αντίστοιχη μέγιστη τιμή στο μέτρο F της ασκούμενης δύναμης;
Γ) Επαναλαμβάνουμε το πείραμα, με μέτρο δύναμης F = 18N.
α) Τι κίνηση θα εκτελέσει κάθε σώμα;
β) Ποια θα είναι τα μέτρα των επιταχύνσεων των σωμάτων;
γ) Να κάνετε στους ίδιους βαθμολογημένους άξονες, τις γραφικές παραστάσεις μετατόπισης – χρόνου για τα δύο σώματα από t0 = 0, μέχρι t = 2s.
δ) Πόσο είναι το ελάχιστο μήκος της σανίδας Σ1, ώστε το σώμα Σ2 να παραμείνει πάνω της, μέχρι τη χρονική στιγμή t = 2s, αν η αρχική θέση του Σ2 είναι αυτή του σχήματος 1; Δίνεται η πλευρά του κύβου d = 0,5m.
Δίνεται g = 10m/s2.

Απάντηση(Word)-Κατεβάστε το για σωστή εμφάνιση

Απάντηση (Pdf)

Μια σταθερή και μια κινητή τροχαλία

Η τροχαλία είναι μια απλή μηχανή, που μπορεί να βοηθήσει μια εργασία, με την αλλαγή διεύθυνσης ή της μείωσης του μέτρου της απαιτούμενης δύναμης. Χρησιμοποιώντας τη σταθερή (πάγια) τροχαλία Ρ1, την κινητή τροχαλία Ρ2 και δυο νήματα, πετυχαίνουμε αντίστοιχα τα παραπάνω. Το νήμα ν1 δένεται στο σώμα Α, περνάει από το αυλάκι της σταθερής τροχαλίας Ρ1, τυλίγεται γύρω από το αυλάκι της κινητής τροχαλίας Ρ2 και καταλήγει στον άξονα της σταθερής τροχαλίας Ρ1, σε ακλόνητο σημείο,  όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Το νήμα ν2 δένεται στο σώμα Σ και καταλήγει στον άξονα της κινητής τροχαλίας Ρ2.
Με αυτή τη διάταξη θέλουμε να σύρουμε το σώμα Σ, μάζας mΣ = 400kg πάνω στο κεκλιμένο επίπεδο, γωνίας κλίσης  θ με ημθ = 0,6 και συνθ = 0,8. Το αντίβαρο Α που θα χρησιμοποιήσουμε έχει μάζα mΑ = 300kgοι τροχαλίες είναι αμελητέας μάζας, δεν εμφανίζονται τριβές στους άξονές τους, τα νήματα αβαρή, μη εκτατά και δε γλιστράνε στα αυλάκια των τροχαλιών. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ του σώματος Σ και του κεκλιμένου επιπέδου είναι μ = 0,5 και η επιτάχυνση της βαρύτητας g = 10m/s2.
i) Αν το αντίβαρο Α κατέλθει κατά Δxτο σώμα Σ μετατοπίζεται κατά
α) Δx                β) Δx/2             γ) x
Βρείτε και δικαιολογείστε τη σωστή απάντηση.
ii) Αν η επιτάχυνση με την οποία κατέρχεται το Α έχει μέτρο α, το σώμα Σ αποκτά επιτάχυνση μέτρου
α) α                  β)                 γ) α/2
Βρείτε και δικαιολογείστε τη σωστή απάντηση.
iii) Υπολογίστε το μέτρο της επιτάχυνσης κάθε σώματος.
iv) Ποιο είναι το μέτρο της τάσης κάθε νήματος;
v) Αν το σώμα Α απέχει αρχικά από το οριζόντιο έδαφος απόσταση h = 5mποιο θα είναι το μέτρο της ταχύτητας με την οποία θα χτυπήσει στο έδαφος;

Απάντηση(Word) (Κατεβάστε το για σωστή προβολή)

Απάντηση(Pdf)

Η γωνία απόκλισης του εκκρεμούς και η επιτάχυνση

Θέλουμε να μετρήσουμε την επιτάχυνση του συστήματος των σωμάτων Σ1 και Σ2, που ηρεμούν πάνω σε οριζόντιο πάγκο, μεγάλου μήκους. Το Σ1 συνδέεται με το Σ2 μέσω νήματος μη εκτατού αμελητέας μάζας, που διέρχεται από το αυλάκι αβαρούς τροχαλίας. Το Σ2 περιλαμβάνει και εκκρεμές, με ελαφριά μπαλίτσα Μ και το στήριγμα Σ του εκκρεμούς αμελητέας μάζας. Αφήνουμε το σύστημα ελεύθερο και πριν το Σ2 φτάσει στην άκρη του πάγκου, φωτογραφίζουμε τη διάταξη και παίρνουμε το στιγμιότυπο του σχήματος. Τριβές δεν υπάρχουν και g = 10m/s2.
α) Ποια σχέση έχει το μέτρο α της επιτάχυνσης με τη γωνία θ, που σχηματίζει το νήμα με την κατακόρυφο;
β) Αν οι μάζες των σωμάτων Σ1 και Σ2 είναι αντίστοιχα m1 = 2kg, m2 = 8kg, ποια είναι η γωνία θ;
γ) Υπολογίστε το μέτρο της τάσης του νήματος, που συνδέει τα σώματα Σ1 και Σ2 και τη μετατόπιση του Σ2 κατά τη διάρκεια του 6ου δευτερολέπτου.
δ) Αν μπορούμε να μεταβάλλουμε τις μάζες m1 και m2 ποια είναι η μέγιστη γωνία θ που μπορούμε να επιτύχουμε; Εξηγείστε πως πρέπει να επιλέξουμε τότε τις μάζες.

Απάντηση(Word) (Κατεβάστε το για να φαίνεται σωστά)

Απάντηση (Pdf)

Δυο σώματα επιταχύνονται

 

Δυο σώματα Α και Β με μάζες m1=2kg και m2=3kg αντίστοιχα, ηρεμούν σε λείο οριζόντιο επίπεδο, δεμένα στα άκρα ενός ιδανικού ελατηρίου, με φυσικό μήκος ℓ0=60cm. Σε μια στιγμή ασκούμε στο Α, μια οριζόντια δύναμη F=4Ν, όπως στο σχήμα, με αποτέλεσμα το ελατήριο να επιμηκύνεται και κάποια στιγμή t1 το σώμα Α έχει επιτάχυνση α1=0,5m/s2.

  1. Να υπολογιστεί η δύναμη που το ελατήριο ασκεί στο σώμα Α την παραπάνω στιγμή t1.
  2. Ποια η αντίστοιχη επιτάχυνση του Β σώματος, τη στιγμή αυτή;
  3. Αν τη στιγμή t1 το ελατήριο έχει μήκος ℓ=75cm, να υπολογιστεί η σταθερά του ελατηρίου k.
  4. Την παραπάνω στιγμή το Α σώμα, έχοντας ταχύτητα υ1=0,6m/s λύνεται από το ελατήριο, να υπολογιστεί η ταχύτητά του τη χρονική στιγμή t2=t1+1,2s.

Απάντηση:

ή

Και ένα σχετικό i.p. ΕΔΩ. (Έβαλα έναν παρατηρητή στο Α για να φαίνεται και η ταλάντωση).

Δυο γραφικές παραστάσεις στο ίδιο διάγραμμα

του Διονύση Μάργαρη

Δύο κινητά κινούνται στον ίδιο ευθύγραμμο δρόμο και στο σχήμα δίνονται οι γραφικές παραστάσεις της θέσης τους, σε συνάρτηση με το χρόνο (x=f(t)). Το κινητό Β ξεκινά από την ηρεμία κινούμενο με σταθερή επιτάχυνση, ενώ η γραφική παράσταση x-t για το Α κινητό, είναι μια ευθεία (η κόκκινη γραμμή) η οποία εφάπτεται στην γραφική παράσταση της θέσης του Β, τη στιγμή t1=5s, στο σημείο Ο. Λαμβάνοντας υπόψη το διάγραμμα και δεδομένα από αυτό, να υπολογιστούν:

  1. Η ταχύτητα του Α κινητού.
  2. Η επιτάχυνση με την οποία κινείται το Β κινητό.
  3. Η αρχική θέση x του Β κινητού τη στιγμή t0=0.
  4. Πόσο απέχουν τα δυο κινητά τη χρονική στιγμή t2=8s.

Απάντηση:

Και μια προσομοίωση για όσους έχουν το Interactive Physics

ΕΔΩ

Επαναληπτική Άσκηση που φτιάξαμε στην τάξη Β2 με κάποια επιπλέον ερωτήματα…

Πάνω σε οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί ένα μικρό σώμα Σ μάζας m = 2kg. Μεταξύ του σώματος και του δαπέδου οι συντελεστές στατικής τριβής και τριβής ολίσθησης είναι αντίστοιχα μσ = 0,5 και μ = 0,4.

Η βαρυτική επιτάχυνση είναι g = 10m/s2.

α) Ασκείται στο σώμα στατική τριβή; Δικαιολογείστε την απάντησή σας.

β) Αν ασκήσουμε οριζόντια προς τα δεξιά δύναμη μέτρου F1 = 6Ν, θα κινηθεί το σώμα; Δικαιολογείστε την απάντησή σας.

γ) Τη χρονική στιγμή t0 = 0, το σώμα βρίσκεται στη θέση  x0 = 0 και ασκούμε οριζόντια προς τα δεξιά δύναμη μέτρου F2 = 16Ν.

γ1) Υπολογίστε το μέτρο της επιτάχυνσης του σώματος.

ΣΥΝΕΧΕΙΑ(Word)

ΣΥΝΕΧΕΙΑ(Pdf)

Kατηγορίες

Πρόσφατα άρθρα

Σαν σήμερα

    26/5/1770: Λήγει η αποτυχημένη επαναστατική προσπάθεια των Ελλήνων το 1770 (Ορλοφικά)
    Η αποτυχημένη επανάσταση των Ελλήνων το 1770, γνωστή και ως Ορλωφικά ή Ορλοφικά, υποκινήθηκε από τους Ρώσους εναντίον των Οθωμανών κατά τη διάρκεια του Ρωσοτουρκικού πολέμου (1768-74). Στη διάρκειά της σημειώθηκαν εξεγέρσεις σε διάφορα μέρη της νησιωτικής και ηπειρωτικής Ελλάδας, στην Ήπειρο, τη Θεσσαλία, τη Στερεά Ελλάδα και κυρίως στην Πελοπόννησο. Πήρε το όνομα της από τους υποκινητές των Ρώσων αξιωματούχων αδελφών Ορλώφ.
       - Σχετικές αναρτήσεις

Top
 
Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων