Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | Πηγή: Ι.Ε.Π. | Αναγνώσθηκε: 2453 φορές Επικοινωνία | |
|---|---|---|---|---|
| Μάθημα: | Φυσική | Τάξη: | Α' Λυκείου | |
| Κωδικός Θέματος: | 38867 | Θέμα: | 2 | |
| Τελευταία Ενημέρωση: | 07-Μαΐ-2026 | Ύλη: | 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: | 38867 | ||
| Ύλη: | 1.3.6 Ισορροπία ομοεπιπέδων δυνάμεων | ||
| Τελευταία Ενημέρωση: 07-Μαΐ-2026 | |||
| 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 Β
Β1.
Η Μαρία και ο Γιώργος έχουν πάει να παρακολουθήσουν επίδειξη πτώσης με αλεξίπτωτο. Παρατηρούν τις πτώσεις των αλεξιπτωτιστών και βλέπουν ότι, όταν πλησιάζουν στο έδαφος, φαίνεται να πέφτουν με σταθερή ταχύτητα. Πριν από την επίδειξη έχουν ενημερωθεί πως αυτό συμβαίνει, γιατί η δύναμη που ασκεί ο αέρας στο αλεξίπτωτο και στον αλεξιπτωτιστή έχει φορά αντίθετη με τη φορά της ταχύτητάς τους και μέτρο ανάλογο με την ταχύτητά τους, δηλαδή έχει μέτρο \(F = b \cdot υ\), όπου \(F\) η δύναμη που ασκεί ο αέρας, \(υ\) η ταχύτητα και \(b\) κάποια σταθερά.
Γιατί όμως προς το τέλος της πτώσης των αλεξιπτωτιστών παρατηρούν ότι η ταχύτητά τους είναι σταθερή; Για να απλοποιήσουν τη μελέτη τους, υποθέτουν πως η κίνηση των αλεξιπτωτιστών είναι απολύτως κατακόρυφη.
Να εξηγήσετε τους λόγους για τους οποίους η ταχύτητα των αλεξιπτωτιστών κάποια στιγμή σταθεροποιείται. Θεωρείστε ότι η κίνηση είναι κατακόρυφη.
Μονάδες 12
Β2.
Ένας ελαφρύτερος και ένας βαρύτερος αλεξιπτωτιστής χρησιμοποιούν ίδια αλεξίπτωτα. Τι από τα παρακάτω θα συμβεί;
Α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.
α) Όταν σταθεροποιηθούν και οι δύο ταχύτητες, η ταχύτητα του ελαφρύτερου αλεξιπτωτιστή θα έχει μεγαλύτερο μέτρο από την ταχύτητα του βαρύτερου αλεξιπτωτιστή.
β) Όταν σταθεροποιηθούν και οι δύο ταχύτητες, η ταχύτητα του ελαφρύτερου αλεξιπτωτιστή θα έχει μικρότερο μέτρο από την ταχύτητα του βαρύτερου αλεξιπτωτιστή.
γ) Όταν σταθεροποιηθούν και οι δύο ταχύτητες, η ταχύτητα του ελαφρύτερου αλεξιπτωτιστή θα έχει το ίδιο μέτρο με την ταχύτητα του βαρύτερου αλεξιπτωτιστή.
(Μονάδες 4)
Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.
(Μονάδες 9)
Μονάδες 13
Ενδεικτικές Απαντήσεις
Β1.
Το σύστημα που αποτελείται από τον αλεξιπτωτιστή και το αλεξίπτωτο δέχεται δύο δυνάμεις: τη δύναμη από τον αέρα με κατακόρυφη διεύθυνση και φορά προς τα πάνω, έστω μέτρου \(F\), και τη δύναμη του βάρους του συστήματος με κατακόρυφη διεύθυνση και φορά προς τα κάτω, έστω μέτρου \(B\). Η δύναμη \(F\) σύμφωνα με την εκφώνηση είναι ανάλογη της ταχύτητας \(υ\). Αρχικά, όταν η ταχύτητα έχει μικρό μέτρο, η \(F\) έχει μικρότερο μέτρο από το μέτρο του βάρους \(B\), οπότε το σύστημα επιταχύνεται. Όσο όμως το σύστημα επιταχύνεται τόσο μεγαλώνει το μέτρο της \(F\), μέχρι που γίνεται ίσο με το μέτρο του βάρους \(B\), οπότε η συνισταμένη δύναμη στο σύστημα ισούται με μηδέν και άρα το σύστημα συνεχίζει να κινείται με σταθερή ταχύτητα. Με σχέσεις αυτό γράφεται:
$$B - F = 0 \Rightarrow B = F \Rightarrow B = b\cdot υ \Rightarrow υ = \frac{B}{b} \quad (1)\ ,\ \text{όπου}\ b\ \text{μια σταθερά.}$$
Β2.
Α) Η επιλογή (β).
Β) Όπως φαίνεται από τη σχέση (1), η σταθερή ταχύτητα που αποκτά τελικά το σύστημα είναι ανάλογη του μέτρου του βάρους \(B\) του συστήματος. Επομένως, αφού τα αλεξίπτωτα είναι τα ίδια, ο βαρύτερος αλεξιπτωτιστής θα πέσει με τελική ταχύτητα μεγαλύτερου μέτρου (η επίδραση του μεγαλύτερου όγκου του στη σταθερά \(k\) είναι ασήμαντη).