Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!

Τύπος Σχολείου: Γενικό Λύκειο Πηγή: Ι.Ε.Π. Αναγνώσθηκε: 7465 φορές Επικοινωνία
Μάθημα: Φυσική Τάξη: Α' Λυκείου
Κωδικός Θέματος: 11660 Θέμα: 4
Τελευταία Ενημέρωση: 24-Οκτ-2024 Ύλη: Χωρίς Αντιστοίχιση Ύλης
Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida)
Τύπος Σχολείου: Γενικό Λύκειο
Τάξη: Α' Λυκείου
Μάθημα: Φυσική
Θέμα: 4
Κωδικός Θέματος: 11660
Ύλη: Χωρίς Αντιστοίχιση Ύλης
Τελευταία Ενημέρωση: 24-Οκτ-2024
Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida)
ΘΕΜΑ Δ

Κιβώτιο μάζας m=2 kg αρχικά ηρεμεί σε λείο οριζόντιο δρόμο. Τη χρονική στιγμή t=0 s, ασκείται στο κιβώτιο σταθερή οριζόντια δύναμη μέτρου F=4 N, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Δίνεται η επιτάχυνση της βαρύτητας g=10 ms2.

Να υπολογίσετε:
Δ1) το διάστημα που διανύει το κιβώτιο από τη χρονική στιγμή t=0 s μέχρι τη χρονική στιγμή t1=5 s.
Μονάδες 7

Τη χρονική στιγμή t1 και χωρίς να καταργηθεί η δύναμη F, το κιβώτιο εισέρχεται με την ταχύτητα που έχει εκείνη τη στιγμή σε ένα τραχύ τμήμα του δρόμου με το οποίο εμφανίζει τριβή ολίσθησης, με αποτέλεσμα να κινείται τώρα ευθύγραμμα και ομαλά.

Να υπολογίσετε:
Δ2) το συντελεστή τριβής ολίσθησης μεταξύ του κιβωτίου και του δρόμου,
Μονάδες 8

Δ3) το έργο της δύναμης F κατά τη διάρκεια του 7ου δευτερολέπτου της κίνησης του κιβωτίου.
Μονάδες 5

Δ4) τη θερμική ενέργεια που μεταφέρεται κατά τη διάρκεια του 7ου δευτερολέπτου της κίνησης του κιβωτίου.
Μονάδες 5

Ενδεικτική Λύση
Δ1) Στο λείο τμήμα, από το 2ο νόμο του Νεύτωνα έχουμε

ΣF=mα F=mα α=2 ms2

Το διάστημα είναι ίσο με τη μετατόπιση του κιβωτίου:

S=12αt2 S=25 m

Δ2) Στο τραχύ τμήμα, από το 2ο νόμο του Νεύτωνα έχουμε:

ΣFx=mα FT=0    (1)

και:

ΣFy=0 N=B    (2)

Αλλά:

T=μΝ(2)T=μB T=μmg    (3)

Συνδυάζοντας τις σχέσεις (1) και (3) έχουμε τελικά:

μ=0,2

Δ3) To κιβώτιο στο τραχύ τμήμα της διαδρομής του κινείται με σταθερή ταχύτητα. Η ταχύτητα αυτή είναι ίση με την ταχύτητα στο τέλος της διαδρομής του στο λείο τμήμα, δηλαδή:

υ=αΔt υ=10 ms

Κατά τη διάρκεια του 7ου δευτερολέπτου της κίνησης, το κιβώτιο μετατοπίστηκε κατά:

Δx=υΔT Δx=10 m    (4)

και το έργο της δύναμης F είναι:

WF=FΔx WF=40 J

Δ4) Η θερμότητα που μεταφέρεται είναι αριθμητικά ίση με το έργο της τριβής.

Q=|WT|

Επειδή υ=σταθ. και λαμβάνοντας υπόψη τη σχέση (1) έχουμε τελικά:

Q=WF=40 J