Θέματα του διαγωνισμού της ΕΕΦ του 2010

Δείτε τα θέματα και τις λύσεις του διαγωνισμού Φυσικής της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών

Τάξη Α

Τάξη Β

Τάξη Γ

Διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας

Μια σφαίρα μάζας 2 kg ξεκινά από τη θέση Α και κινείται περνώντας διαδοχικά από τις θέσεις του σχήματος, όπου η υψομετρική διαφορά μεταξύ των θέσεων Β και Γ είναι 3,2m ενώ μεταξύ των Γ και Δ 2,2m αντίστοιχα. Τα σημεία Α, Γ και Ε βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο.

Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας για την ταχύτητα υ, δυναμική ενέργεια U, κινητική ενέργεια Κ και μηχανική ενέργεια Ε. Τριβές δεν υπάρχουν.

Απάντηση:

ή

Διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας

Διατήρηση της Μηχανικής ενέργειας

Δυναμική-Κινητική Ενέργεια και Έργο του βάρους

1)   Ένα σώμα μάζας 2kg ανεβαίνει κατά μήκος του λείου κεκλιμένου επιπέδου του σχήματος. Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας, για τη δυναμική, κινητική και μηχανική ενέργεια, καθώς και για το έργο του βάρους. Δίνεται g=10m/s².

2)   Ένα σώμα μάζας 4kg κατεβαίνει κατά μήκος του λείου κεκλιμένου επιπέδου του σχήματος. Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας, για τη δυναμική, κινητική και μηχανική ενέργεια, καθώς και για το έργο του βάρους. Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Δυναμική-Κινητική Ενέργεια και Έργο του βάρους

Δυναμική-Κινητική Ενέργεια και Έργο του βάρους

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΞΑΝΘΟΠΟΥΛΟΥ 2010

Δείτε αναλυτικά τα θέματα:

Τάξη Α

Τάξη Β

Τάξη Γ

Καλό Πάσχα

Δύο test στην Ορμή.

Δύο σώματα Α και Β με μάζες m₁=3m₂ αντίστοιχα, είναι δεμένα στα άκρα ενός ελατηρίου και ηρεμούν όπως στο πάνω σχήμα σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Σπρώχνοντας τα δύο σώματα συσπειρώνουμε το ελατήριο και σε μια στιγμή τα αφήνουμε να κινηθούν.

i)   Σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται στα δυο σώματα, γράφοντας από ποιο σώμα ασκείται καθεμιά.  Ποιες από τις δυνάμεις αυτές είναι εσωτερικές και ποιες εξωτερικές για το σύστημα: σώμα Α-σώμα Β- ελατήριο.

ii)  Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος:

Α) Τα δύο σώματα αποκτούν ίσες κατά μέτρο επιταχύνσεις.

Β)  Τη στιγμή που το Α σώμα έχει ταχύτητα μέτρου 2m/s, το Β σώμα έχει ταχύτητα μέτρου 6m/s.

Να δικαιολογήστε αναλυτικά τις απαντήσεις σας.

Δείτε τα από εδώ  ή και από εδώ.

Ένα test κυκλική-βαρύτητα

Στο σχήμα βλέπετε τον  δίσκο ενός πικάπ, ένα σημείο Β στην περιφέρειά του, που έχει ταχύτητα  υ και ένα σημείο Α, στο μέσο της ακτίνας ΟΓ.  

i)   Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος:

         α) Η ταχύτητα υ του σημείου Β είναι σταθερή.         

         β) Τα σημεία Α και Β έχουν την ίδια γωνιακή ταχύτητα.      

         γ) Το σημείο Β έχει διπλάσια συχνότητα από το Α.  

        δ)  Το σημείο Α έχει επιτάχυνση κάθετη στην ακτίνα ΟΑ.        

ii)  Να σχεδιάστε την ταχύτητα του σημείου Α και να εξηγείστε γιατί είναι διαφορετική από την ταχύτητα του σημείου Β. 

iii) Σχεδιάστε τις επιταχύνσεις των σημείων Α και Β. Ποια είναι μεγαλύτερη και γιατί;

Δείτε όλο το test  από εδώ.

Μεταβλητή δύναμη και τριβή

Ένα σώμα μάζας 2kg ηρεμεί σ’ οριζόντιο επίπεδο. Ασκούμε πάνω του μια μεταβλητή οριζόντια δύναμη της μορφής: 

F=0,5t + 6         (S.Ι.)

και παρατηρούμε ότι το σώμα αρχίζει να ολισθαίνει την χρονική στιγμή t₁=8s. Σταθεροποιούμε από κει και πέρα   το μέτρο της δύναμης F (στην τιμή που είχε για t=8s) και παρατηρούμε ότι την χρονική στιγμή t₂=12s το σώμα έχει μετατοπιστεί κατά 8m. Να βρεθούν οι συντελεστές στατικής τριβής και τριβής ολίσθησης.

Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

Τριβή. Άλλο ένα test.

1)  Αφήνουμε ένα σώμα πάνω στο επίπεδο του σχήματος (α) και ηρεμεί, ενώ αφήνοντάς το στο επίπεδο (β) παρατηρούμε ότι αρχίζει να κινείται προς τα κάτω.

i)  Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω του και στις δύο περιπτώσεις.

ii)  Μεγαλύτερη τριβή ασκείται στο σώμα στο σχήμα (α) ή στο (β) και γιατί;

2)  Στο σχήμα (γ) το σώμα εκτοξεύεται προς τα πάνω κατά μήκος του κεκλιμένου επιπέδου.

i)   Να σχεδιάστε στο σχήμα τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω του.

ii)  Το μέτρο της ασκούμενης τριβής δίνεται από τη σχέση:

α)  Τ= μmg                       β) Τ=μmg∙ημθ                             γ) Τ= μmg∙συνθ.

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

3)   Ένα σώμα μάζας 20kg ηρεμεί σ’ οριζόντιο επίπεδο. Ασκώντας πάνω του μια οριζόντια σταθερή δύναμη μέτρου F=60Ν, το μετακινούμε κατά 4m, μέσα σε χρονικό διάστημα 2s.

i)   Να βρεθεί η επιτάχυνση του σώματος.

ii)  Να υπολογιστεί ο συντελεστής τριβής μεταξύ του σώματος και του επιπέδου.

Δίνεται g=10m/s².

Δυνάμεις σε άξονες. Ένα test.

Ένα σώμα μάζας 10kg ισορροπεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο, δεμένο στο άκρο οριζόντιου νήματος, ενώ πάνω του ασκείται μια δύναμη F μέτρου F=50Ν, η οποία σχηματίζει με τον ορίζοντα γωνία θ, όπως στο σχήμα.

i)   Να αναλύσετε τη δύναμη F σε δύο συνιστώσες μια οριζόντια και μια κατακόρυφη και να υπολογίστε τα μέτρα των δύο συνιστωσών.

ii)  Να υπολογίστε την τάση του νήματος και τη δύναμη που δέχεται το σώμα από το επίπεδο.

iii) Σε μια στιγμή, που θεωρούμε t₀=0, το νήμα κόβεται. Να βρεθεί πόσο θα μετατοπιστεί το σώμα μέχρι τη χρονική στιγμή t₁=3s.

Δίνονται: ημθ=0,6,  συνθ=0,8 και g=10m/s².

Υπολογισμός της ασκούμενης τριβής.

Ένα σώμα μάζας 10kg αφήνεται σε κεκλιμένο επίπεδο κλίσεως θ (ημθ=0,6 και συνθ=0,8), με το οποίο παρουσιάζει συντελεστή στατικής τριβής μ_s=0,8 και συντελεστή τριβής ολίσθησης μ=0,5.

i)   Υπολογίστε τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω του. 

ii) Δένουμε στο παραπάνω σώμα ένα ελατήριο με φυσικό μήκος 40cm και σταθεράς Κ=400Ν/m και αρχίζουμε να ασκούμε δύναμη F στο άκρο του.

Όταν το μήκος του ελατηρίου γίνει 45cm η τριβή που ασκείται πάνω του είναι: 

α. 64Ν.             β. 40Ν.                   γ. 16Ν.         δ. 24Ν.         ε. 44Ν.

iii)   Μόλις το ελατήριο θα αποκτήσει μήκος 60cm τότε η τριβή έχει μέτρο:   

  α. 80Ν.                   β. 40Ν.        γ. 64Ν.         δ. 20Ν.    ε. άλλη τιμή.

iv) Πόσο πρέπει να γίνει το μήκος του ελατηρίου, ώστε το σώμα να αρχίσει να κινείται προς τα πάνω;  Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Υπολογισμός της  ασκούμενης τριβής.

Μπορούμε να αυξήσουμε την ασκούμενη δύναμη;

Το αυτοκίνητό μας έφυγε από το δρόμο και έπεσε (καλύτερα θα ήταν να λέγαμε το ρίξαμε, αλλά οι Έλληνες συνηθίζουμε να λέμε ότι έπεσε…) στο διπλανό χαντάκι. Για να το τραβήξουμε έξω από το χαντάκι, θα χρησιμοποιήσουμε ένα πραγματικό σχοινί (ένα σχοινί που έχει κάποια ελαστικότητα). Η απαραίτητη δύναμη έλξης για την μετακίνηση είναι F=3000Ν, αλλά εμείς δεν μπορούμε να ασκήσουμε δύναμη μεγαλύτερη από F₁=1000Ν. Τι λέτε, υπάρχει τρόπος να βγάλουμε το αυτοκίνητο ή να φωνάξουμε το γερανό;

Απάντηση:

ή

Μπορούμε να αυξήσουμε την ασκούμενη δύναμη;

Μπορούμε να αυξήσουμε την ασκούμενη δύναμη;