Σάββατο, 3 Ιουνίου 2017

Πόσο καλά εκμεταλλευόμαστε τις δυναμικές γραμμές;


Το πιο κάτω διάγραμμα δείχνει τις ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές σε μια περιοχή ενός  ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργείται από ακίνητα σημειακά ηλεκτρικά φορτία. Το διάγραμμα δεν αφορά ολόκληρο το πεδίο που δημιουργείται αλλά είναι μέρος του.
Πάνω στο διάγραμμα σημειώνονται σημεία (Α, Β, Γ, Δ, Ε, Η, Θ, Ι, Κ, και Λ). Τα σημεία που αναφέρονται δεν έχουν κάποιο ιδιαίτερο χαρακτηριστικό. 
Με βάση το πιο πάνω διάγραμμα των ηλεκτρικών δυναμικών γραμμών, να απαντήσετε στα πιο κάτω ερωτήματα.
α) Να αναφέρετε τον αριθμό των ηλεκτρικών φορτίων που υπάρχουν στο διάγραμμα, το πρόσημό τους. Ποιο φορτίο είναι μεγαλύτερο κατ΄ απόλυτη τιμή;
β)  Να προσδιορίσετε σε ποιο από τα σημεία Α, Ε, Ι, Κ και Η, το πεδίο έχει τη μεγαλύτερη ένταση.  Να κατατάξετε τα σημεία Α, Ε, Ι, Κ και Η, σε σχέση με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, γράφοντας πρώτα το σημείο που έχει την μικρότερη ένταση.
γ) Να κατατάξετε τα σημεία Α, Β, Η, Θ και Κ, σε σχέση με το δυναμικό τους, γράφοντας πρώτα το σημείο που έχει το μεγαλύτερο δυναμικό.
δ) Να προσδιορίσετε την κατεύθυνση που θα ακολουθήσει ένα θετικό ηλεκτρικό φορτίο, αν αφεθεί ελεύθερο στο σημείο Θ, καθώς και την κατεύθυνση που θα ακολουθήσει ένα αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο, αν αφεθεί ελεύθερο στο σημείο Δ.
ε) Λίγο πιο πάνω και δεξιά στον χώρο του πεδίου που εμφανίζεται στο διάγραμμα, από τη μορφή των ηλεκτρικών δυναμικών γραμμών, μπορούμε να καταλάβουμε ότι υπάρχει ακόμα ένα ηλεκτρικό φορτίο.  Να σχεδιάσετε το πάνω δεξιά κομμάτι του πεδίου. Να προσδιορίσετε με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ακρίβεια τη θέση αυτού του ηλεκτρικού φορτίου και να καθορίσετε το είδος του, συμπληρώνοντας και τις δυναμικές γραμμές, στον χώρο μεταξύ του ηλεκτρικού φορτίου στη θέση Β και του ζητούμενο ηλεκτρικού φορτίου.
ή

Το παραπάνω θέμα είναι μια "διασκευή" ερωτήματος που μπήκε στον φετινό διαγωνισμό Φυσικής στην Κύπρο. Μπορείτε να το δείτε με κλικ εδώ.


Πέμπτη, 1 Ιουνίου 2017

Εξετάσεις ΜΑΪΟΥ 2017 στη ΦΥΣΙΚΗ θετ.πρ. Β


Σώμα μάζας m2=8 Kg είναι δεμένο με αβαρές νήμα μήκους L=2 m και εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση σε λείο, οριζόντιο επίπεδο. Το μέτρο της ταχύτητάς του είναι  u2=2 m/s. Κάποια στιγμή, και ενώ διέρχεται από τη θέση Α,  συγκρούεται  κεντρικά και πλαστικά με σώμα μάζας m1=2 Kg που κινείται με ταχύτητα u1 που έχει την ίδια κατεύθυνση με τη u2. Το συσσωμάτωμα που δημιουργείται έχει την ταχύτητα που απαιτείται ώστε το νήμα να σπάσει οριακά.Συνέχεια...

Μια κρούση σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο

Φορτισμένο σωματίδιο Σ1 με τιμή φορτίου q = –1,2·10-7C και μάζα m1=10-4kg βάλλεται με αρχική ταχύτητα υ0=4m/s κάθετα προς τις δυναμικές γραμμές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου έντασης Ε=104Ν/C μεγάλης έκτασης όπως φαίνεται στο σχήμα.
Αi) Υπολογίστε την επιτάχυνση που αποκτά το φορτίο Σ1.
Αii) Υπολογίστε τη μεταβολή της ορμής του φορτίου Σ1 και το ρυθμό μεταβολής της στο χρονικό διάστημα από 0 έως t1=2s
Τη χρονική στιγμή t1 αφόρτιστο σωματίδιο Σ2 τριπλάσιας μάζας του Σ1 κινείται προς τα αριστερά με οριζόντια ταχύτητα μέτρου υ2=(4√57)/3m/s και συγκρούεται πλαστικά με το φορτίο Σ1. Αν η κρούση διαρκεί Δt=10-3s και κατά τη διάρκειά της το σύστημα των φορτίων δεν αλλάζει θέση να:
Συνέχεια εδώ

Κυριακή, 21 Μαΐου 2017

Οι παραλλαγές πάνε και έρχονται…


Στο διπλανό κύκλωμα, το ιδανικό βολτόμετρο δείχνει ένδειξη V1=10V.
i) Αν αφαιρέσουμε το βολτόμετρο και το συνδέσουμε στα σημεία Κ και Λ, θα δείξει ένδειξη V2, όπου:
α) V2<V1,   β) V2=V1,  γ)  V2>V1.
ii) Συνδέουμε τα σημεία Κ και Λ μέσω ιδανικού αμπερομέτρου. Η ένδειξη του αμπερομέτρου Ι1 είναι:
α) Ι1<V1/R    β)  Ι1=V1/R,   γ) Ι1>V1/R.
iii) Παράλληλα στον αντιστάτη συνδέουμε δεύτερο ιδανικό αμπερόμετρο, παίρνοντας το 3ο κύκλωμα.
α) Ποια η ένδειξη του βολτομέτρου;
β) Ποιο αμπερόμετρο θα δείξει μεγαλύτερη ένδειξη;
ή


Σάββατο, 20 Μαΐου 2017

Γυμνά … καλώδια.

Στο διπλανό σχήμα βλέπουμε μία πηγή με εσωτερική αντίσταση r = 1 Ω, όπου ο θετικός της πόλος βρίσκεται σε δυναμικό V(+) = 50 V και ο αρνητικός πόλος σε δυναμικό V(–) = 30 V. Μεταξύ των σημείων Α και Β υπάρχει αντιστάτης με αντίσταση R = 4 Ω.
Α. Με ένα ιδανικό βολτόμετρο μετράμε την τάση VΑΒ και VΓΔ. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι:
α. VΑΒ = 0 και VΓΔ = 50 V                 β. VΑΒ = 16 V και VΓΔ = 0                  γ. VΑΒ = 0 και VΓΔ = 20 V
B. Αν συνδέσουμε τον αρνητικό πόλο της πηγής με την γη (γείωση), δηλαδή θα έχουμε V(–) = 0, τότε η ένδειξη ...

   

Παρασκευή, 19 Μαΐου 2017

Η ένδειξη των αμπερομέτρων σε δυο κυκλώματα

Δίνονται τα κυκλώματα του διπλανού σχήματος, όπου στο (α) η πηγή δεν έχει εσωτερική αντίσταση, ενώ στο (β) έχει.
i)  Με τους διακόπτες ανοικτούς, ποιο αμπερόμετρο δείχνει μεγαλύτερη ένδειξη;
ii) Να εξετάσετε τι θα συμβεί με τις ενδείξεις των δύο αμπερομέτρων (θα αυξηθούν, θα μειωθούν ή θα παραμείνουν ίδιες), αν κλείσουμε τους  δυο διακόπτες, θεωρώντας ιδανικά τα αμπερόμετρα.
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
ή


Τρίτη, 16 Μαΐου 2017

Ένα φορτίο εκτοξεύεται



Στο κέντρο Ο ενός κύκλου ακτίνας R είναι στερεωμένο ένα θετικό σημειακό φορτίο +Q. Από το σημείο Α του κύκλου εκτοξεύεται ένα φορτισμένο σωματίδιο, το οποίο θεωρούμε σημειακό φορτίο, με αρχική ταχύτητα υ0, όπως στο σχήμα, το οποίο ακολουθεί την διακεκομμένη κόκκινη γραμμή και περνά μετά από λίγο από τα σημεία Β και Γ, όπου (ΟΓ)=2R.
i) Ποιο το πρόσημο του φορτίου q1 που φέρει το σωματίδιο;
ii) Το έργο της δύναμης που ασκείται στο σωματίδιο από τη θέση Α μέχρι τη θέση Β, είναι:
α) Αρνητικό,   β) μηδέν,   γ) Θετικό
iii) Η ταχύτητα του σωματιδίου στη θέση Β έχει μέτρο υΒ, όπου:
α) υΒ0,    β) υΒ0,  γ) υΒ0
iv) Το έργο της δύναμης του πεδίου που ασκείται στο σωματίδιο, από το Α στο Γ είναι ίσο:
α) W=F∙R,    β) W=kQq1/R,    γ) W=kQq1/2R
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
 ή


Σάββατο, 13 Μαΐου 2017

Το δυναμικό κατά μήκος μιας ευθείας


Το δυναμικό σε ένα βαρυτικό πεδίο μεταβάλλεται κατά μήκος μιας ευθείας x, όπου μπορεί να κινείται ένα σώμα, όπως στο σχήμα.
Ποιες προτάσεις είναι σωστές και γιατί;    
i) Αν ένα μικρό σώμα Σ, μάζας 1kg, αφεθεί στη θέση x=0, αυτό θα κινηθεί προς την θέση Α.
ii) Κατά την κίνησή του ένα σώμα κατά μήκος της ευθείας x, δεν έχει σταθερή επιτάχυνση.   
iii) Η θέση Α είναι θέση ασταθούς ισορροπίας του σώματος Σ.    
iv) Αν το σώμα Σ ηρεμεί στην θέση Α, χρειάζεται ενέργεια τουλάχιστον ίση με λ, για να απομακρυνθεί σε άπειρη απόσταση.        
ή


Πέμπτη, 11 Μαΐου 2017

Φωτοβολίες

Στα παρακάτω σχήματα που περιέχουν πηγή (ιδανική ή μη) δύο λαμπάκια Λ1 και Λ2 (με αντιστάσεις R1 και R2) που θεωρούμε ότι συμπεριφέρονται σαν ωμικοί αντιστάτες θέλουμε να βρούμε τι θα συμβεί ως προς την φωτοβολία του Λ1 αν καεί το Λ2. Η φωτοβολία είναι ανάλογη με το ρεύμα που διαρρέει κάθε λαμπάκι και στην περίπτωση που αυξάνεται το ρεύμα η αύξηση είναι τέτοια ώστε να μην καεί το άλλο λαμπάκι.

Πέμπτη, 4 Μαΐου 2017

Προσοχή! Χαμηλή βαρύτητα…

Mια ομάδα αστροναυτών προσγειώνεται σε αστεροειδή που κατευθύνεται προς τη Γη, με σκοπό να τον ανατινάξουν. Εξ’ αιτίας μιας εκροής ατμού από τρύπα στην επιφάνεια του αστεροειδή, ένας αστροναύτης εκτοξεύεται κατακόρυφα με ταχύτητα υ0 = 5m/s. Αν δεχτούμε τον αστεροειδή σφαιρικό με ακτίνα Rα = 2km και πυκνότητα ίση με την πυκνότητα της Γης, τι θα συμβεί στον αστροναύτη;




α) Θα επιστρέψει στο έδαφος
β) Θα φύγει στο διάστημα
γ) Θα γίνει δορυφόρος του αστεροειδή
Δίνονται η ακτίνα της Γης Rγ = 6400km και ο όγκος σφαίρας ακτίνας r, V = 4/3 πr3

ΑΠΑΝΤΗΣΗ