Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!

Τύπος Σχολείου: Γενικό Λύκειο Πηγή: Ι.Ε.Π. Αναγνώσθηκε: 2702 φορές Επικοινωνία
Μάθημα: Φυσική Τάξη: Α' Λυκείου
Κωδικός Θέματος: 8040 Θέμα: 2
Τελευταία Ενημέρωση: 25-Απρ-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: 2
Κωδικός Θέματος: 8040
Ύλη: Χωρίς Αντιστοίχιση Ύλης
Τελευταία Ενημέρωση: 25-Απρ-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 Β

Β1. Ένα κιβώτιο είναι αρχικά ακίνητο πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Τη χρονική στιγμή \(t = 0\ s\) ασκείται στο κιβώτιο οριζόντια δύναμη \(\vec{F}\) σταθερής διεύθυνσης. Στο παρακάτω διάγραμμα παριστάνεται η γραφική παράσταση της τιμής της δύναμης \(\vec{F}\) σε συνάρτηση με το χρόνο.

Α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.
α) Μέχρι τη χρονική στιγμή \(t_1\) το σώμα εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση και μετά ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση.
β) Μέχρι τη χρονική στιγμή \(t_1\) το σώμα εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση και μετά ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση
γ) Το μέτρο της ταχύτητας του σώματος τη χρονική στιγμή \(t_2\) είναι μεγαλύτερο από το μέτρο της ταχύτητας την στιγμή \(t_1\).
Μονάδες 4

Β) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
Μονάδες 8

Β2. Ο Μάριος που έχει μάζα \(20 kg\) με τη μαμά του που έχει μάζα \(60 kg\) κάνουν πατινάζ στον πάγο. Κάποια στιγμή, από απροσεξία, συγκρούονται με αποτέλεσμα να ακινητοποιηθούν και οι δύο.
Α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.
Κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης:
α) Οι δυνάμεις που ασκούνται ανάμεσα στο Μάριο και τη μαμά του έχουν ίσα μέτρα αλλά προκαλούν επιβραδύνσεις με διαφορετικό μέτρο στο Μάριο και τη μαμά του.
β) Οι δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ του Μάριου και της μαμάς του έχουν ίσα μέτρα και προκαλούν ίσες επιβραδύνσεις στο Μάριο και τη μαμά του.
γ) Η μαμά ασκεί μεγαλύτερη δύναμη στο Μάριο αφού έχει μεγαλύτερη μάζα.
Μονάδες 4

Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.
Μονάδες 9

Β1.
Σωστή απάντηση η (γ)

Ενδεικτική αιτιολόγηση
Σύμφωνα με το 2ο νόμο του Newton για το κιβώτιο:

$$Σ\vec{F}=m\vec{α}$$ $$\vec{α}=\dfrac{Σ\vec{F}}{m}$$

Για τη χρονική διάρκεια \(0 → t_1\) η συνισταμένη δύναμη \(\vec{F}\) έχει σταθερό μέτρο συνεπώς και η επιτάχυνση θα είναι σταθερού μέτρου και το κιβώτιο θα εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση.
Για τη χρονική διάρκεια \(t_1 → t_2\) η συνισταμένη δύναμη \(\vec{F}\) είναι θετική και το μέτρο της μειώνεται έως τη χρονική στιγμή \(t_2\) που μηδενίζεται.
Συνεπώς και η επιτάχυνση θα είναι θετική και το μέτρο της μειώνεται έως τη χρονική στιγμή \(t_2\) που μηδενίζεται.
Το κιβώτιο θα εκτελεί ευθύγραμμη επιταχυνόμενη κίνηση οπότε η ταχύτητα του θα αυξάνεται συνεχώς έως τη χρονική στιγμή \(t_2\).

Β2. Σωστή απάντηση η (α).

Ενδεικτική αιτιολόγηση
Κατά την αλληλεπίδραση (σύγκρουση) ισχύει ο 3ος νόμος του Newton:

$$\vec{F}_{M,μ}=-\vec{F}_{μ,Μ}$$

όπου \(\vec{F}_{M,μ}\) είναι η δύναμη που ασκεί ο Μάριος στη μαμά του και \(\vec{F}_{μ,Μ}\) η δύναμη που ασκεί η μαμά στον Μάριο.
Οι δυνάμεις έχουν ίσα μέτρα και προκαλούν αντίστοιχες επιβραδύνσεις σύμφωνα με τον 2ο νόμο του Newton:

$$F_{M,μ}=F_{μ,Μ}$$ $$\Rightarrow m_μα_μ= m_Mα_M$$ $$\Rightarrow \dfrac{m_μ}{m_Μ}=\dfrac{α_Μ}{α_μ}$$

Εφόσον, \(m_μ>m_Μ\) τότε \(α_μ<α_Μ.\)