ΖΗΤΗΜΑ 10
Α) Τι εννοούμε με τον όρο κρούση, στη μηχανική και τι στην ατομική και πυρηνική φυσική ; Να μελετηθεί η κίνηση δύο σωμάτων Α και Β με μάζες m1 και m2 αντίστοιχα , όπου m1 = m2 και τα οποία συγκρούονται κεντρικά και ελαστικά . Προ της κρούσεως το σώμα Α ήταν ακίνητο και το σώμα Β πλησιάζει με ταχύτητα υ. Περιγράψτε μια σημαντική εφαρμογή του παραπάνω φαινομένου.
Β) Σε κύκλωμα το οποίο περιλαμβάνει ένα πυκνωτή και ένα αμπερόμετρο εναλλασσόμενου ρεύματος εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση , οπότε το αμπερόμετρο δείχνει την ενεργό ένταση του ρεύματος.
α) Περνάει το ρεύμα ηλεκτρονίων από τον πυκνωτή ; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Να εξηγήσετε γραφικά την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων στους οπλισμούς του πυκνωτή κατά τα διάφορα στάδια μιας περιόδου.
β) Πώς θα μεταβληθεί η ένδειξη του αμπερομέτρου όταν διπλασιαστεί η συχνότητα της εναλλασσόμενης τάσης ή όταν διπλασιαστεί η χωρητικότητα του πυκνωτή ;
ΖΗΤΗΜΑ 20
Α) Ένας μικρός κυκλικός αγώγιμος βρόχος έχει αντίσταση R. Ο βρόχος είναι αμελητέας μάζας και κινείται με σταθερή ταχύτητα υ κατά μήκος του άξονα ενός κυλινδρικού πηνίου πεπερασμένου μήκους και κυκλικής διατομής. Ο άξονας του πηνίου τέμνει κάθετα το επίπεδο του βρόχου και διέρχεται από το κέντρο του. Ο βρόχος τη χρονική στιγμή t=0 βρίσκεται στο εσωτερικό και στο κέντρο του πηνίου .Το πηνίο διαρρέετε από σταθερό ρεύμα και δημιουργεί μαγνητικό πεδίο τόσο στο εσωτερικό του, όσο και εξωτερικά. Δίνεται η γραφική παράσταση της μαγνητικής ροής Φ η οποία διέρχεται από το βρόχο σε συνάρτηση με το χρόνο t. Σχεδιάστε ποιοτικά την εξάρτηση από το χρόνο των ακολούθων μεγεθών:
α)της ΗΕΔ που αναπτύσσετε στο βρόχο.
β)της ισχύος που καταναλίσκεται στο βρόχο και
γ)της εξωτερικής δύναμης που ασκείται επί του βρόχου. Σχεδιάστε ένα απλό σχήμα όπου να φαίνεται και η φορά της δύναμης αυτής κατά μία χρονική στιγμή και δικαιολογήστε την απάντησή σας.
Β) Είναι γνωστό ότι υπάρχει αντιστοιχία μεταξύ των μεγεθών που περιγράφουν τα συστήματα ελατηρίου-μάζας και πηνίου πυκνωτή. Σε κυκλώματα LC κατά τη χρονική στιγμή t=0 το φορτίο του πυκνωτή είναι Q . Στο τέλος κάθε περιόδου Τ τα μέγιστα φορτία στους οπλισμούς του πυκνωτή είναι: Q , Q , Q , … και συνδέονται με τις σχέσεις Q / Q = λ όπου n=0,1,2,… και λ σταθερό και μεγαλύτερο της μονάδος. Να αποδώσετε γραφικά το φορτίο στους οπλισμούς του πυκνωτή συναρτήσει του χρόνου.
ΖΗΤΗΜΑ 30
Δύο ομόκεντροι και συνεπίπεδοι κυκλικοί αγωγοί με ακτίνες L=1m και L=2m , είναι τοποθετημένοι σε ομογενές μαγνητικό πεδίο Β=5Τ. Οι αγωγοί δεν έχουν ωμική αντίσταση και το επίπεδό τους είναι κάθετο προς την ένταση του μαγνητικού πεδίου. Οι αγωγοί έχουν μικρά διάκενα στα σημεία Α και Δ και τα άκρα Α , Δ είναι συνδεδεμένα με ωμική αντίσταση R=600Ω. Ένας ευθύγραμμος και σταθερής διατομής αγωγός ΚΓ μήκους L=2,5 m περιστρέφεται χωρίς τριβές περί το κέντρο Κ και επί του επιπέδου των κυκλικών αγωγών , με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω=10sec-1. Ό ευθύγραμμος αυτός αγωγός εφάπτεται με τους κυκλικούς αγωγούς. Η ωμική αντίσταση του αγωγού ΚΓ είναι R=1000Ω.
Να βρεθεί: α) Η αναπτυσσόμενη ΗΕΔ. β) Η ένταση και η φορά του ρεύματος που διαρρέει την αντίσταση R. γ) Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων Α και Δ. δ) Η δύναμη F , η οποία βρίσκεται επί του επιπέδου των κυκλικών αγωγών και ασκείται στο σημείο Γ καθέτως προς τον αγωγό ΚΓ τον οποίο και περιστρέφει.
ΖΗΤΗΜΑ 40
Σώμα μάζας m=1,5 kgr εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση χωρίς τριβές και εκτός πεδίου βαρύτητας με περίοδο Τ=1sec.Tη στιγμή που το σώμα βρίσκεται στο μέσο του διαστήματος με άκρα το σημείο ισορροπίας Ο και το σημείο μέγιστης απομάκρυνσης Α και κινείται με ταχύτητα υ=1m/sec δέχεται στιγμιαία ώθηση με φορά από το Α προς το Ο. Το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται α1=0,2m όταν η ώθηση και η ταχύτητα είναι της ίδιας φοράς και α2=0,1m όταν είναι αντίθετης φοράς . Να υπολογισθεί : α) Η ώθηση που δέχθηκε το σώμα β) Η περίοδος των ταλαντώσεων και στις δύο περιπτώσεις.(π2=10) .
