ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ και όχι μόνο…
Ανδρέας Ριζόπουλος – Καθηγητής Φυσικής 12ου Λυκείου Πατρών
Οι δύο σφαίρες του σχήματος με μέτρα ταχυτήτων υ1 και υ2 (υ1 > υ2) αντίστοιχα, συγκρούονται κεντρικά και πλαστικά.
Αν θέσουμε μ = m1m2/m1+m2, δείξτε ότι
α) Η μεταβολή της ορμής κάθε σφαίρας έχει αντίστοιχα αλγεβρική τιμή:
Δp1 = μ ∙ δυ, Δp2 = -μ ∙ δυ
όπου με το συμβολισμό δυ αναφερόμαστε στην αλγεβρική τιμή της διαφοράς των ταχυτήτων των σφαιρών πριν την κρούση, δηλαδή δυ = υ2 – υ1
β) Η απώλεια Κινητικής Ενέργειας του συστήματος είναι:
Καπ = ½ μ (δυ)2
Του Γιάννη Κυριακόπουλου
Ο Παναγιώτης Κουμαράς έγραψε ένα πολύ ενδιαφέρον άρθρο στο ηλεκτρονικό περιοδικό “Φυσικές Επιστήμες στην Εκπαίδευση” στη σελίδα 41.
Είναι πιο επώδυνη η μετωπική σύγκρουση αυτοκινήτου σε τοίχο ή με
αντίθετα κινούμενο αυτοκίνητο;
Πραγματεύεται έναν διαδεδομένο αστικό μύθο:
-Όταν, λέει ο μύθος, συγκρούεσαι μετωπικά με όμοιο αυτοκίνητο και οι ταχύτητες των αυτοκινήτων είναι 90 km/h είναι σαν να πέφτεις σε βράχο με ταχύτητα 180km/h.
Είναι όμως έτσι;
Πολύ όμορφη παρουσίαση.
Μας είχε προκαλέσει έκπληξη.
Στο άρθρο διαβάζετε για λάθη που επιστήμονες δημοσιεύουν καθώς και λάθος τους που ανασκεύασαν οι Μythbusters.
Και μια μαθηματική λύση:
και προφανώς ίση μέγιστη δύναμη F=ky ή F= k/2 .2y=ky
α) Χωρίς να κάνετε αριθμητικές πράξεις δώστε την εξίσωση υπολογισμού του μέτρου Β1 της έντασης του μαγνητικού πεδίου, που δημιουργεί ο αγωγός Σ1 στο σημείο Ο.
β) Δικαιολογείστε ποια είναι η φορά του ρεύματος i2.
γ) Υπολογίστε την επίκεντρη γωνία φ του κυκλικού τόξου.
δ) Αν δίνονται R = 0,02m, μ0/4π = 10-7Ν/Α2, γράψτε την εξίσωση της ευθείας του σχήματος 2 και υπολογίστε τις τιμές ΒΟ,αρχ και ΒΟ,τελ.
Μια ομογενής λεπτή ράβδος ΑΒ με μήκος L = 2m, τη χρονική στιγμή t0 = 0s, έχει τη διεύθυνση του άξονα Οx, ενός συστήματος xOy ορθογωνίων αξόνων, με το μέσον – και κέντρο μάζας – C, να συμπίπτει με την αρχή Ο των αξόνων.
Κάποια χρονική στιγμή t1 βρίσκεται για πρώτη φορά στη θέση του διπλανού σχήματος, έχοντας στραφεί αντιωρολογιακά κατά Δθ = 300.
Οι συνιστώσες της ταχύτητας του άκρου Α, έχουν αλγεβρικές τιμές υΑx =+ 2m/s και υAy = -6m/s για κάθε άξονα, ενώ η γωνιακή ταχύτητα της ράβδου έχει σταθερό μέτρο ω = 12rad/s, με αντιωρολογιακή φορά.
Θεωρείστε την κίνηση της ράβδου σύνθετη: Ομαλή Στροφική, γύρω από άξονα κάθετο στο επίπεδο xOy που διέρχεται από το κέντρο μάζας C της ράβδου και ευθύγραμμη ομαλή μεταφορική με την ταχύτητα του κέντρου μάζας C. Για τη χρονική στιγμή t1:
α) Υπολογίστε την ταχύτητα του κέντρου μάζας.
β) Υπολογίστε την ταχύτητα του άκρου Β.
γ) Υπολογίστε τη χρονική στιγμή t1 και βρείτε τη θέση του σημείου Α ως προς το δοσμένο σύστημα αξόνων.
| Πηγή LED -Χρώμα | λ(nm) |
| Ερυθρό | 620 |
| Πορτοκαλί | 586 |
| Πράσινο | 530 |
| Μπλε | 485 |
Εκτελούμε το πείραμα παρατήρησης φωτοηλεκτρικού φαινομένου στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας ως φωτεινή πηγή μονοχρωματικού φωτός λάμπες LED, οι οποίες εκπέμπουν μήκη κύματος, που φαίνονται στον παραπάνω πίνακα.
Η φωτοκάθοδος της συσκευής είναι από Cs (καίσιο), που έχει έργο εξαγωγής
φ = 2,87 ∙ 10-19J.
α) Θεωρώντας γνωστή τη σχέση Εph = 1242(eV∙nm) / λ(nm), εξετάστε ποιες από τις λάμπες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή φωτοηλεκτρονίων.
β) Χρησιμοποιώντας τις λάμπες που βρήκατε στο ερώτημα (α) συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα:
| Πηγή Led -Χρώμα | λ(nm) | f(*1014Hz) | Εph (eV) | Kmax (eV) | V0 (V) |
Δίνεται η ταχύτητα φωτός στο κενό ή αέρα c = 3∙108m/s.
γ) Να κάνετε τη γραφική παράσταση Kmax → f σε βαθμολογημένους άξονες, θεωρώντας ότι είναι ευθεία. Με τη βοήθεια της γραφικής παράστασης υπολογίστε τη σταθερά του Planck και το σχετικό σφάλμα μέτρησης, αν η τιμή της σταθεράς είναι h = 6,63∙10-34Js.
δ) Χρησιμοποιώντας τη μπλε λάμπα, πλησιάζουμε τη φωτεινή πηγή στη μισή απόσταση (από d σε d/2), σε σχέση με αυτή που βρισκόταν ως τώρα.
δ1) Τι θα συμβεί με τη φωτονική ροή πάνω στην κάθοδο;
δ2) Να κάνετε ποιοτική γραφική παράσταση της έντασης του φωτορεύματος i σε συνάρτηση με την τάση VAK (ανόδου – καθόδου), πριν και μετά το πλησίασμα της φωτεινής πηγής. Υποθέτουμε ότι κάθε φωτόνιο εξάγει ένα ηλεκτρόνιο.
ε) Να κάνετε ποιοτική γραφική παράσταση της έντασης του φωτορεύματος i σε συνάρτηση με την τάση VAK (ανόδου – καθόδου), για την κόκκινη και τη μπλε λάμπα τοποθετημένες στην ίδια απόσταση από τη φωτοκάθοδο. Υποθέτουμε ότι κάθε φωτόνιο εξάγει ένα ηλεκτρόνιο.
Πατήστε την εικόνα…
Ερώτηση 1
Κρατάμε μια χτένα, που προηγουμένως έχουμε χτενιστεί, κοντά σε μια φορτισμένη επιφάνεια. Τη χρονική στιγμή t0 = 0s αρχίζουμε να ταλαντώνουμε τη χτένα πλησιάζοντας και απομακρύνοντας την από την επιφάνεια. Η επιφάνεια δέχεται την μεταβλητή ηλεκτρική δύναμη ακαριαία;
α. Ναι.
β. Όχι. Χρειάζεται πεπερασμένος χρόνος.
……..
A) H ένταση ανά μονάδα μήκους κύματος, του ηλιακού φωτός που φτάνει στη Γη, δίνεται από το διάγραμμα 1:
α) Πόσο είναι το εμβαδό κάτω από τη γκρι γραφική παράσταση; Δικαιολογείστε την απάντησή σας.
β) Η απόσταση της Γης από την επιφάνεια του Ήλιου είναι d = 1,5∙1011m. Ποιος είναι ο ρυθμός εκπομπής φωτεινής ενέργειας από τον Ήλιο; Θεωρούμε τον Ήλιο ως σημειακή φωτεινή πηγή, που εκπέμπει ομοιόμορφα προς όλες τις διευθύνσεις.
γ) Υπολογίστε το ρυθμό με τον οποίο φωτόνια με το μήκος κύματος αιχμής, χτυπούν το γυαλί του φακού ενός τηλεσκοπίου με διάμετρο φακού δ = 200mm, αν υποθέσουμε ότι το φως του Ήλιου είναι μονοχρωματικό με αυτό το μήκος κύματος.
B) Στην επόμενη εικόνα βλέπουμε κάποια πολύ γνωστά άστρα και το χρώμα τους στην περιοχή του ορατού φωτός. Οι θερμοκρασίες τους – με τυχαία σειρά – μπορεί να είναι:
