Τρεις ασκήσεις Οριζόντιας βολής

Τη χρονική στιγμή t=0 τα σημειακά αντικείμενα Α και Β εκτοξεύονται από ένα σημείο που απέχει  κατακόρυφη απόσταση h=80m από το έδαφος, με οριζόντιες ταχύτητες μέτρου υ₁=10m/s και υ₂=30m/s αντίστοιχα.

α) Να συγκρίνεται τους χρόνους πτώσης των δύο σωμάτων.

β) Να υπολογίσετε την μεταξύ τους απόσταση τη χρονική στιγμή t=2s.

γ) Να υπολογίσετε τη μέγιστη απόσταση που μπορούν να βρεθούν τα δύο σωματίδια μέχρι τη στιγμή που θα ακουμπήσουν  στο έδαφος.

Δίνεται g=10m/s². Η αντίσταση του αέρα να θεωρηθεί αμελητέα.

Συνέχεια…

Θέματα προαγωγικών εξετάσεων Φυσική Β΄Κατεύθυνσης 2013

Δείτε όλα τα θέματα με κλικ εδώ.

Επαγωγή με γωνία.

Στο παρακάτω σχήμα οι αγωγοί xx΄ και ψψ΄ είναι παράλληλοι χωρίς ωμική αντίσταση βρίσκονται πάνω στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο ενώ απέχουν μεταξύ τους απόσταση L=1m. Συνδέουμε τα άκρα x και ψ με ωμική αντίσταση R₁=4Ω και πάνω στους παράλληλους αγωγούς τοποθετούμε αγωγό μάζας m=√3 kg  μήκους L=1m  και ωμικής αντίστασης R=2Ω που μπορεί να κινείται χωρίς τριβές. Ασκούμε στον αρχικά ακίνητο αγωγό κατάλληλη οριζόντια δύναμη F  έτσι ώστε να κινείται συνεχώς πάνω στους άπειρους αγωγούς με σταθερή επιτάχυνση α=2m/s². Όλοι οι αγωγοί βρίσκονται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=2Τ που σχηματίζει γωνία φ=30^ο με το οριζόντιο επίπεδο που βρίσκονται όλοι οι αγωγοί όπως στο παρακάτω σχήμα

Να βρεθούν:

α) Η χρονική στιγμή που η ράβδος ΚΛ είναι έτοιμη να απογειωθεί.

β) Ολοι οι ρυθμοί μεταβολής της ενέργειας και να αποδειχθεί η αρχή διατήρησης της ενέργειας με την μορφή ισχύων για όλο το σύστημα την στιγμή που η ράβδος είναι έτοιμη να απογειωθεί.

Την στιγμή που η ράβδος είναι έτοιμη να απογειωθεί η δύναμη F μηδενίζεται ακαριαία.

γ)Πόσο  θερμότητα θα παραχθεί από την στιγμή που μηδενίστηκε η δύναμη μέχρι να σταματήσει να κινείται  η ράβδος .

*δ) Το φορτίο που συνολικά μετακινήθηκε από την στιγμή t=0 και μέχρι να σταματήσει η ράβδος.

*Mόνο για καθηγητές.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Κίνηση δύο φορτισμένων σφαιρών.

Σε λείο μονωτικό οριζόντιο επίπεδο συγκρατούνται σε απόσταση 1,5cm δύο μικρές φορτισμένες σφαίρες Α και Β, οι οποίες απωθούνται με δύναμη F=240Ν. Η Α σφαίρα έχει μάζα m₁=100g και φέρει φορτίο q₁=3μC.

i) Να βρεθεί το φορτίο της Β σφαίρας καθώς και η δυναμική ενέργεια του συστήματος.

ii) Σε μια στιγμή t₀=0, αφήνουμε ελεύθερη την Α σφαίρα, οπότε μετά από λίγο, τη στιγμή t₁, έχει αποκτήσει ταχύτητα υ=6m/s. Ποια είναι η απόσταση μεταξύ των σφαιρών τη στιγμή αυτή;

iii) Τη στιγμή t₁ ελευθερώνουμε και την σφαίρα Β, οπότε μετά από λίγο, τη στιγμή t₂, η Α σφαίρα έχει ταχύτητα υ₁=8m/s, ενώ η Β ταχύτητα μέτρου υ₂=2m/s. Να βρεθεί η μάζα της σφαίρας Β, καθώς και η απόσταση r₂ μεταξύ των δύο σφαιρών τη στιγμή t₂.

Δίνεται k_c=9∙10⁹Ν∙m²/C².

Απάντηση:

ή

Κίνηση δύο φορτισμένων σφαιρών.

Θέματα Φυσικής Γ.Π. Β΄Τάξης. 2013

Δείτε όλα τα θέματα με κλικ εδώ.

Θέματα Φυσικής Κατ. Β τάξης 2013

Ένα φορτισμένο σωματίδιο Χ με μάζα m και φορτίο q, εισέρχεται με ταχύτητα υ, κάθετα στις δυναμικές γραμμές ενός ομογενούς μαγνητικού πεδίου, η τομή του οποίου είναι τετράγωνο ΑΒΓΔ πλευράς α, στο μέσον Μ της ΑΔ και εξέρχεται μετά  από χρόνο t₁, από το μέσον Ν της πλευράς ΓΔ.

i) Ποιο το πρόσημο του φορτίου και ποιο το μέτρο της ταχύτητας εξόδου υ₁;

ii) Πόση είναι η ακτίνα της κυκλικής τροχιάς του σωματιδίου;

iii) Στο σημείο Μ εισέρχεται, με τον ίδιο τρόπο και την ίδια ταχύτητα υ, ένα άλλο σωματίδιο Υ της ίδιας μάζας m και φορτίου -2q.

α) Να χαράξτε την τροχιά του, μέχρι την έξοδό του από το πεδίο.

β) Αν ο χρόνος κίνησής του μέσα στο πεδίο είναι t₂, τότε ο λόγος t₁/t₂ είναι ίσος με:

β₁) 0,5          β₂)  1            β₃) 1,5          β₄) 2

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Δείτε όλα τα θέματα σε Word. και doc.
Και η απάντηση στο Δ΄Θέμα:
Κίνηση δύο φορτισμένων σφαιρών.

Θέματα εξετάσεων Φυσικής γ.π. 2013

Δείτε όλα τα θέματα σε docx, doc και pdf.

Άλλη μια πτώση αγωγού και ενεργειακές μετατροπές.

Ο αγωγός ΑΓ του σχήματος έχει μάζα 0,2kg, μήκος ℓ=1m, χωρίς να εμφανίζει αντίσταση και σε μια στιγμή αφήνεται να κινηθεί σε επαφή με δύο κατακόρυφους στύλους, μέσα σε ένα οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,5Τ, όπως στο σχήμα. Τα πάνω άκρα των  δύο στύλων συνδέονται μέσω αντίστασης R=1Ω και ενός αδιαφανούς κιβωτίου Κ (αγνώστου περιεχομένου). Μετά από λίγο, τη στιγμή t₁ ο αγωγός ΑΓ πέφτοντας, έχει αποκτήσει ταχύτητα υ=4m/s, ενώ διαρρέεται από ρεύμα i=3,2Α, με φορά από το Α προς το Γ. Για τη στιγμή αυτή να βρεθούν:

i) Η ΗΕΔ από επαγωγή στον αγωγό ΑΓ.

ii) Η τάση στα άκρα του κιβωτίου.

iii) Η επιτάχυνση του αγωγού ΑΓ και ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής του  ενέργειας.

iv) Η ισχύς της ΗΕΔ από επαγωγή και η ισχύς την οποία παρέχει το ηλεκτρικό ρεύμα στο αδιαφανές κιβώτιο.

Ο αγωγός ΑΓ και οι κατακόρυφοι στύλοι δεν εμφανίζουν αντίσταση, ενώ g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Άλλη μια πτώση αγωγού και ενεργειακές μετατροπές.

Πτώση αγωγού και ενεργειακές μεταβολές.

Ο αγωγός ΑΓ του σχήματος έχει μάζα 0,1kg, μήκος ℓ=1m και σε μια στιγμή αφήνεται να κινηθεί σε επαφή με δύο κατακόρυφους στύλους, μέσα σε ένα οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,5Τ, όπως στο σχήμα. Τα πάνω άκρα των  δύο στύλων συνδέονται μέσω αντίστασης R=1Ω και ενός αδιαφανούς κιβωτίου Κ (αγνώστου περιεχομένου). Μετά από λίγο, τη στιγμή t₁, ο αγωγός ΑΓ έχει αποκτήσει ταχύτητα υ=4m/s, ενώ ο αντιστάτης διαρρέεται από ρεύμα i=0,8 Α. Για τη στιγμή αυτή να βρεθούν:

i) Η ΗΕΔ από επαγωγή στον αγωγό ΑΓ.

ii) Η τάση στα άκρα του κιβωτίου.

iii) Η επιτάχυνση του αγωγού ΑΓ και η ισχύς κάθε δύναμης που ασκείται πάνω του. Τι εκφράζουν τα έργα των δυνάμεων αυτών;

iv) Η ισχύς της ΗΕΔ από επαγωγή. Τι ποσοστό της παραπάνω ισχύος απορροφά το κιβώτιο Κ;

Ο αγωγός ΑΓ και οι κατακόρυφοι στύλοι δεν εμφανίζουν αντίσταση, ενώ g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Πτώση αγωγού και ενεργειακές μεταβολές.

Επαγωγή και αυτεπαγωγή.

Στο σχήμα δίνονται δύο οριζόντιοι αγωγοί xx΄ και yy΄χωρίς αντίσταση στα άκρα των οποίων συνδέεται ένα πηνίο με αντίσταση R=2Ω και συντελεστή αυτεπαγωγής L=1 Η. Ένας τρίτος αγωγός ΚΛ, χωρίς αντίσταση, με μάζα m=0,5kg και μήκος ℓ=1m κινείται σε επαφή με τους παραπάνω αγωγούς, κάθετα στις δυναμικές γραμμές ενός ομογενούς μαγνητικού πεδίου έντασης Β=0,5Τ. Σε μια στιγμή, έστω t=0, ο αγωγός ΚΛ έχει ταχύτητα προς τα δεξιά μέτρου υ₀=2m/s, ενώ διαρρέεται από ρεύμα έντασης i₀=0,4 Α.

i) Να βρεθεί η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή που αναπτύσσεται στο πηνίο, καθώς και ο ρυθμός μεταβολής του ρεύματος που το διαρρέει.

ii) Ασκώντας κατάλληλη οριζόντια δύναμη F, μετακινούμε με τέτοιο τρόπο τον αγωγό, έτσι ώστε να παραμένει σταθερή η παραπάνω ΗΕΔ από αυτεπαγωγή, μέχρι τη στιγμή t₁=2s.

α) Να βρεθεί η εξίσωση της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα σε συνάρτηση με το χρόνο.

β) Ποια η αντίστοιχη εξίσωση της ασκούμενης δύναμης.

iii) Τη στιγμή t₁ μηδενίζουμε τη δύναμη F. Πόση θερμότητα θα παραχθεί στη συνέχεια πάνω στην αντίσταση του πηνίου;

Απάντηση:

ή

Επαγωγή και αυτεπαγωγή.