Κατηγορία: 2. ΦΥΣΙΚΗ Β΄ ΓΕΝΙΚΗΣ

Μια σφαίρα Σ₁ μάζας m = 6,35g είναι ηλεκτρικά ουδέτερη και φτιαγμένη από καθαρό χαλκό .
i) Αν η γραμμομοριακή μάζα του χαλκού είναι Μ = 63,5g/mol, ο αριθμός του Avogradro είναι N_A = 6∙10²³άτομα/mol και το φορτίο ενός ηλεκτρονίου είναι q_e = -1,6∙10^-19C, υπολογίστε το συνολικό αρνητικό και θετικό ηλεκτρικό φορτίο, που περιέχει αυτή η σφαίρα.

ii) Με κάποια μέθοδο, αφαιρούμε από τη σφαίρα Σ₁ ένα μικρό μέρος του αρνητικού της φορτίου, την τοποθετούμε σε απόσταση r = 0,5m(διάκεντρος) από άλλη όμοια σφαίρα Σ₂ Παρατηρούμε ότι δημιουργείται ελκτική δύναμη μεταξύ τους μέτρου F₁ = 0,108N. Στη συνέχεια συνδέουμε για λίγο τις σφαίρες μεταξύ τους με ένα λεπτό μεταλλικό σύρμα, το αφαιρούμε και παρατηρούμε να δημιουργείται απωστική δύναμη μεταξύ τους μέτρου F₂ = 0,036N.

α) Ποιο το είδος του αρχικού φορτίου κάθε σφαίρας;

β) Ποια ήταν τα αρχικά φορτία των σφαιρών αν |q₁| > |q₂| ;

γ) Τι παρατηρείτε συγκρίνοντας τα φορτία που βρήκατε στο ερώτημα (i) με αυτά του ερωτήματος (ii);

δ) Ποια τα τελικά φορτία των σφαιρών και πόσο ηλεκτρικό φορτίο διακινήθηκε;

Απάντηση 

Απάντηση 

Στο σχήμα 1 φαίνεται ένα άτομο του υλικού της ανόδου ενός σωλήνα Coolidge, που χρησιμοποιείται για παραγωγή ακτίνων Χ. Φαίνονται επίσης οι τροχιές δύο ηλεκτρονίων e₁ και e₂ που έφτασαν από την κάθοδο στην άνοδο με την ίδια κινητική ενέργεια και διήλθαν μέσα από αυτό το άτομο.

i) Ποιο από τα παρακάτω χημικά στοιχεία χρησιμοποιήθηκε για το υλικό της ανόδου;

α)  ⁷⁴Ge₃₂                      β) ⁷⁴As₃₃                        γ) ¹⁸⁴W₇₄

ii) Αν γνωρίζουμε ότι τα σημεία τήξης των παραπάνω υλικών είναι

α) θ_Ge = 938,25 ⁰C        β) θ_As = 816,9 ⁰C           γ) θ_W= 3.422 ⁰C

ποιο υλικό θα χρησιμοποιούσαμε για την άνοδο; Γιατί;

iii)        1) Το σχήμα 1 αναφέρεται στον τρόπο που παράγεται το συνεχές ή το γραμμικό φάσμα;

2) Για τα μήκη κύματος λ₁ και λ₂ των δύο εκπεμπόμενων φωτονίων ισχύει

α) λ₁ > λ₂                      β) λ₁ < λ₂                      γ) λ₁ = λ₂

Συνέχεια 

Συνέχεια 

Το κοντινότερο αστέρι στη Γη είναι το Proxima Centauri στον Αστερισμό του Κενταύρου (Proxima = Πλησιέστερο), απέχοντας από τη Γη d = 4,24 έτη φωτός. Φαίνεται στο νυχτερινό ουρανό σαν ένα μικρό ερυθρό αστέρι, όπως δείχνει η διπλανή φωτογραφία από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.
Δίνεται η ταχύτητα του φωτός στο κενό c₀ = 3∙10⁸m/s.

i) Το έτος φωτός (light year) με ποια από τις παρακάτω τιμές θα μπορούσε να ισούται;
α) 9,46∙10¹⁵m    β) 9,46∙10¹⁵s     γ) 9,46∙10¹⁵m/s
Να αποδείξετε το ορθό της απάντησης.

ii) Αν το αστέρι εκραγεί αυτή τη στιγμή, το φως της έκρηξης θα το δούμε:
α) αμέσως, αφού θα είναι πολύ έντονο και λαμπερό.
β) μετά από 4,24 χρόνια.
γ) ποτέ αφού η απόσταση είναι αχανής και δε θα καταφέρει να φτάσει στη Γη.

iii) Ο δείκτης διάθλασης του γυαλιού του τηλεσκοπίου Hubble για το ερυθρό φως είναι
η_ε = 1,51.
Όταν μια ακτίνα ερυθρού φωτός του Proxima Centauri φτάσει στο τηλεσκόπιο:
α) Τι χρώμα θα έχει μέσα στο γυαλί; Τι καθορίζει αυτό το χρώμα;
β) Ποια θα είναι η ταχύτητα αυτής της ακτίνας  μέσα στο γυαλί;
γ) Αν η ακτίνα προσπίπτει πλάγια στην – θεωρούμενη επίπεδη – επιφάνεια του γυαλιού, σχεδιάστε τη διαθλώμενη ακτίνα στο παρακάτω σχήμα, καθώς και τις γωνίες:
πρόσπτωσης θ_π , διάθλασης θ_δ και εκτροπής θ_ε.

Συνέχεια  ή

Συνέχεια 

Στο κύκλωμα του διπλανού σχήματος η αντίσταση R_x είναι μεταβλητή (ροοστάτης). Ας υποθέσουμε ότι οι τιμές που μπορεί να πάρει είναι από R₀ ως ∞.
Η πηγή έχει ΗΕΔ Ε και εσωτερική αντίσταση r, για την οποία ισχύει r << R << R₀.
Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες είναι λάθος; Δικαιολογείστε την απάντησή σας.
α) Η διαφορά δυναμικού στην αντίσταση R παραμένει σχεδόν σταθερή καθώς μεταβάλλουμε την R_x.
β) Το ρεύμα που διαρρέει την R_x είναι σχεδόν σταθερό καθώς μεταβάλλουμε την R_x.
γ) Το ρεύμα Ι, που διαρρέει την πηγή εξαρτάται από την R_x.
δ) Το ρεύμα Ι, που διαρρέει την πηγή ικανοποιεί πάντα τη σχέση  Ι > Ε/(R+r).

Στο πληκτρολόγιο κάποιων laptop, κάτω από κάθε πλήκτρο υπάρχει ένας πυκνωτής, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Ο οπλισμός Α συνδέεται με το πλήκτρο, ο οπλισμός Β είναι σταθερός και ανάμεσά τους υπάρχει ελαστικό μονωτικό υλικό. Το τροφοδοτικό του laptop δημιουργεί σταθερή τάση V₀ ανάμεσα  στους δύο οπλισμούς. Πριν πατήσουμε το πλήκτρο, η απόσταση ανάμεσα στους οπλισμούς είναι l₀, η σχετική διηλεκτρική σταθερά του μονωτικού υλικού ε, το εμβαδό κάθε οπλισμού S και η χωρητικότητα του πυκνωτή C₀. Όταν πατήσουμε το πλήκτρο, η απόσταση ανάμεσα στους οπλισμούς γίνεται l₀/2.

i) H χωρητικότητα του πυκνωτή μετά το πάτημα του πλήκτρου γίνεται

Συνέχεια (Word)

Συνέχεια (Pdf)