Θέμα: 13657

Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!

Τύπος Σχολείου:	Γενικό Λύκειο	Πηγή: Ι.Ε.Π.	Αναγνώσθηκε: 5188 φορές Επικοινωνία
Μάθημα:	Φυσική	Τάξη:	Α' Λυκείου
Κωδικός Θέματος:	13657	Θέμα:	2
Τελευταία Ενημέρωση:	22-Ιουν-2023	Ύλη:	1.2 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ 1.2.1 Η έννοια της δύναμης 1.2.3 Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα 1.3 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ 1.3.4 Ανάλυση δύναμης σε συνιστώσες 1.3.6 Ισορροπία ομοεπιπέδων δυνάμεων
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:	2
Κωδικός Θέματος:	13657
Ύλη:	1.2 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ 1.2.1 Η έννοια της δύναμης 1.2.3 Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα 1.3 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ 1.3.4 Ανάλυση δύναμης σε συνιστώσες 1.3.6 Ισορροπία ομοεπιπέδων δυνάμεων
Τελευταία Ενημέρωση: 22-Ιουν-2023
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)

Αρχείο Εκφώνησης (PDF) Αρχείο Εκφώνησης (DOC)

ΘΕΜΑ 2ο

2.1. Στην εικόνα παρουσιάζεται ένα ελατήριο που στην ελεύθερη άκρη του υπάρχει σώμα μικρής μάζας $m$ . To ελατήριο ταλαντώνεται οριζοντίως σε λείο δάπεδο. Τη χρονική στιγμή (1) απεικονίζεται το ελατήριο συσπειρωμένο, στη (2) βρίσκεται στο φυσικό του μήκος και στην (3) είναι επιμηκυμένο. Και στα τρία πιθανά στιγμιότυπα, στην άκρη του, έχει σχεδιαστεί μόνο η πιθανή δύναμη που ασκεί το ελατήριο στο σώμα.

2.1.Α Να επιλέξετε την σωστή απάντηση. Η δύναμη του ελατηρίου έχει σχεδιαστεί σωστά στο:
α) Στιγμιότυπο 1,
β) Στιγμιότυπο 2,
γ) Στιγμιότυπο 3
Μονάδες 4

2.1.Β Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.
Μονάδες 8

2.2. Ένας τσιμεντένιος κύβος μάζας $m$ ισορροπεί σε κεκλιμένο επίπεδο γωνίας $φ$ . Αντιστοιχίστε τις δυνάμεις τις αριστερής στήλης με μια από τις πιθανές απαντήσεις στη δεξιά στήλη.

2.1.Α Να επιλέξετε την σωστή απάντηση για τα μέτρα των παρακάτω δυνάμεων.

Στήλη Ι	Στήλη ΙΙ
α) Η κάθετη δύναμη επαφής που ασκεί το επίπεδο στον κύβο	i) $𝑚 \cdot 𝑔$
β) Στατική τριβή μεταξύ κύβου και επιπέδου	ii) $𝑚 \cdot 𝑔 \cdot 𝜂 𝜇 𝜑$
γ) Η δύναμη που ασκεί το επίπεδο στον κύβο	iii) $𝑚 \cdot 𝑔 \cdot 𝜎 𝜐 𝜈 𝜑$

Μονάδες 6

2.2.Β Να αιτιολογήσετε τις επιλογές σας.
Μονάδες 7

Εμφάνιση Απάντησης

Αρχείο Απάντησης (PDF) Αρχείο Απάντησης (DOC)

Ενδεικτική Λύση
2.1 ) Σωστή απάντηση: (α).
Όταν το ελατήριο έχει το φυσικό του μήκος (δηλαδή όταν δεν έχει υποστεί καμία παραμόρφωση), δεν ασκεί δύναμη, συνεπώς η επιλογή (β) απορρίπτεται.
Σε κάθε άλλη περίπτωση, η δύναμη του ελατηρίου τείνει να το επαναφέρει στο φυσικό του μήκος. Στην περίπτωση (γ), θα έπρεπε λοιπόν να έχει φορά προς τα αριστερά. Η μόνη ορθή επιλογή είναι τελικά η (α).

2.2) Σωστές απαντήσεις: (α - iii), (β - ii), (γ - i)

Ο κύβος ισορροπεί οπότε σύμφωνα με τον 1ο νόμο του Newton η συνολική δύναμη που του ασκείται είναι μηδέν. Αν αναλύσουμε τη δύναμη του βάρους, η παράλληλη προς το κεκλιμένο επίπεδο συνιστώσα του θα είναι αντίθετη της (στατικής) τριβής, ενώ η κάθετη στο κεκλιμένο επίπεδο θα είναι αντίθετη της κάθετης δύναμης επαφής $\vec{N}$ που ασκεί το επίπεδο στον κύβο.
Συνεπώς, η κάθετη δύναμη επαφής που ασκεί το επίπεδο στον κύβο είναι ίση με $𝑚 \cdot 𝑔 \cdot 𝜎 𝜐 𝜈 𝜑$ .
Η στατική τριβή μεταξύ κύβου και επιπέδου είναι ίση με $𝑚 \cdot 𝑔 \cdot 𝜂 𝜇 𝜑$ .
Η συνισταμένη των δύο αυτών δυνάμεων (αφού ο κύβος ισορροπεί) θα έχει το ίδιο μέτρο με το βάρος, δηλ. $𝑚 \cdot 𝑔$ , αλλά αντίθετη φορά.