Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | Πηγή: Ι.Ε.Π. | Αναγνώσθηκε: 2119 φορές Επικοινωνία | |
|---|---|---|---|---|
| Μάθημα: | Φυσική | Τάξη: | Α' Λυκείου | |
| Κωδικός Θέματος: | 38907 | Θέμα: | 2 | |
| Τελευταία Ενημέρωση: | 08-Μαΐ-2026 | Ύλη: | 1.1.9. Οι εξισώσεις προσδιορισμού της ταχύτητας και της θέσης ενός κινητού στην ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση 1.2.4 Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα ή Θεμελιώδης νόμος της Μηχανικής | |
| 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: | 38907 | ||
| Ύλη: | 1.1.9. Οι εξισώσεις προσδιορισμού της ταχύτητας και της θέσης ενός κινητού στην ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση 1.2.4 Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα ή Θεμελιώδης νόμος της Μηχανικής | ||
| Τελευταία Ενημέρωση: 08-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.
Το Εθνικό Συμβούλιο για την Ασφάλεια των Μεταφορών των Ηνωμένων Πολιτειών (National Transportation Safety Board) υποδεικνύει ότι ένα άτομο σε τροχαίο ατύχημα έχει αρκετές πιθανότητες επιβίωσης εάν η επιβράδυνσή του λόγω της σύγκρουσης είναι μικρότερη από \(30g\), όπου \(g\) η επιτάχυνση της βαρύτητας (θεωρήστε \(g = 10\ m/s^2\)).
Α) Να επιλέξετε κατ' εκτίμηση το μέτρο της μέσης δύναμης που θα προκαλούσε σε έναν επιβάτη αυτή η επιβράδυνση σε μια σύγκρουση.
α) 300 \(N\)
β) 2100 \(N\)
γ) 21000 \(N\)
(μονάδες 4)
Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.
(μονάδες 8)
(Μονάδες 12)
Β2.
Α) Ένα αυτοκίνητο συγκρούεται με ταχύτητα 108 \(km/h\) σε ακίνητο εμπόδιο. Να επιλέξετε τη σωστή από τις παρακάτω προτάσεις σχετικά με τον χρόνο ακινητοποίησης, προκειμένου οι επιβάτες του οχήματος να έχουν αρκετές πιθανότητες επιβίωσης (επιβράδυνση κάτω από \(30g\)).
α) Ο χρόνος ακινητοποίησης του οχήματος πρέπει να είναι μικρότερος από περίπου 0,1 \(sec\).
β) Ο χρόνος ακινητοποίησης του οχήματος πρέπει να είναι μεγαλύτερος από περίπου 0,1 \(sec\).
γ) Για οποιοδήποτε χρόνο ακινητοποίησης οι επιβάτες έχουν αρκετές πιθανότητες επιβίωσης.
(μονάδες 4)
Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.
(μονάδες 9)
(Μονάδες 13)
«Ανάπτυξη Δοκιμασιών Αξιολόγησης Δεξιοτήτων Εγγραμματισμού στα μαθήματα της Νεοελληνικής Γλώσσας και Λογοτεχνίας, της Άλγεβρας, της Φυσικής και της Χημείας Α' Λυκείου Γενικού Λυκείου» Ανάδοχος: «Ειδικός Λογαριασμός Κονδυλίων Έρευνας (Ε.Λ.Κ.Ε) Πανεπιστημίου Ιωαννίνων» ΑΔΑΜ: 25ΣΥΜV016348911 2025-02-20.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ
Β1.
Α) Η επιλογή (γ).
Β) Υποθέτουμε ότι η μάζα ενός επιβάτη είναι \(m = 70\ kg\) (μέσος όρος ενηλίκων). Καθώς στον επιβάτη δεν ασκούνται άλλες δυνάμεις κατά τη διεύθυνση της κίνησης, από τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα ισχύει:
$$\Sigma F = ma = 70\ kg \times 30g = 70\ kg \times 300\ \frac{m}{s^2} = 21000\ N.$$
Β2.
Α) Η επιλογή (β).
Β) Από την εξίσωση της ταχύτητας για την ευθύγραμμη ομαλή επιβραδυνόμενη κίνηση προκύπτει:
$$v_{\tau\varepsilon\lambda} = v_{\alpha\rho\chi} - at \Rightarrow a = \frac{v_{\alpha\rho\chi} - v_{\tau\varepsilon\lambda}}{t}.$$
Λαμβάνοντας υπόψη ότι:
- \(v_{\tau\varepsilon\lambda} = 0\)
- \(v_{\alpha\rho\chi} = 108\ \dfrac{km}{h} = 108 \cdot \dfrac{1000\ m}{3600\ sec} = 30\ \dfrac{m}{s}\)
- Πρέπει \(a < 30g = 300\ \dfrac{m}{s^2}\)
η τελευταία σχέση γίνεται:
$$a = \frac{v_{\alpha\rho\chi} - v_{\tau\varepsilon\lambda}}{t} < 300\ \frac{m}{s^2} \Rightarrow t > \frac{30\ m/s - 0\ m/s}{300\ \dfrac{m}{s^2}} = 0{,}1\ sec$$
Άρα για χρόνο ακινητοποίησης μεγαλύτερο από 0,1 \(sec\), η επιτάχυνση παραμένει κάτω από \(30g\) και οι επιβάτες του οχήματος έχουν αρκετές πιθανότητες επιβίωσης.