Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!

Τύπος Σχολείου: Γενικό Λύκειο Πηγή: Ι.Ε.Π. Αναγνώσθηκε: 6552 φορές Επικοινωνία
Μάθημα: Φυσική Τάξη: Α' Λυκείου
Κωδικός Θέματος: 11664 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: 11664
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

Μικρό σώμα μάζας \(m = 400 g\) βρίσκεται αρχικά ακίνητο σε οριζόντιο επίπεδο με το οποίο εμφανίζει συντελεστή τριβής ολίσθησης \(μ = 0,25\). Τη χρονική στιγμή \(t = 0 s\) ασκείται στο σώμα οριζόντια σταθερή δύναμη \(\vec{F}\) μέτρου ίσου με \(5 Ν\), μέχρι τη χρονική στιγμή \(t_1= 5 s\), όπου καταργείται.

Δίνεται ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι \(g=10\dfrac{m}{S^2}\) και ότι η επίδραση του αέρα θεωρείται αμελητέα.

Για το χρονικό διάστημα που ασκείται η δύναμη:
Δ1) να υπολογίσετε το μέτρο της επιτάχυνσης με την οποία κινείται το σώμα.
Μονάδες 7

Δ2) να σχεδιάσετε σε βαθμολογημένους άξονες το διάγραμμα ταχύτητας - χρόνου \((υ-t)\).
Μονάδες 5

Δ3) να υπολογίσετε το έργο της δύναμης \(\vec{F}\).
Μονάδες 6

Δ4) να υπολογίσετε το μέσο ρυθμό με τον οποίο η προσφερόμενη στο σώμα ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική.
Μονάδες 7

Ενδεικτική Λύση
Δ1) Στο σχήμα έχουν σχεδιαστεί οι δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα από τη χρονική στιγμή \(t_0 = 0 s\) έως τη χρονική στιγμή \(t_1 = 5 s\).

Από το 2ο νόμο του Νεύτωνα έχουμε:

$$ΣF_x=mα$$ $$\Rightarrow F-T=mα \ (1)$$

$$ΣF_y=0$$ $$\Rightarrow N=B \ (2)$$

Αλλά

$$T=μN\Rightarrow T=μB$$ $$\Rightarrow T=μmg$$ $$\Rightarrow T=1N, \ (3)$$

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

$$α=10\dfrac{m}{s^2}$$

**Δ2)** Από τη σχέση $u=u_0+at$ με $u_0=0$ σχεδιάζετε το διάγραμμα ταχύτητας-χρόνου $(u-t)$.

Δ3) Από το προηγούμενο διάγραμμα η μετατόπιση του σώματος είναι:

$$Δx=\dfrac{50\cdot 5}{2}=125m.$$

To έργο της δύναμης \(\vec{F}\) είναι:

$$W_F=F\cdot Δx=625J$$

Δ4) Ο μέσος ρυθμός με τον οποίο η προσφερόμενη στο σώμα ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική, μέσω του έργου της τριβής είναι:

$$\dfrac{ΔQ}{Δt}=\dfrac{|W_T|}{Δt}$$ $$\Rightarrow \dfrac{ΔQ}{Δt}=\dfrac{|-1\cdot 125|}{5}$$ $$\Rightarrow \dfrac{ΔQ}{Δt}=25\ \dfrac{J}{s}$$