Τράπεζα θεμάτων Β λυκείου φυσική προσανατολισμού 15985

bullet slow to water baloons

Μια σφαίρα περνάει μέσα από μπαλόνια γεμάτα νερό. Η εντυπωσιακή εικόνα βοηθάει στην διδασκαλία, διεγείρει την προσοχή και δημιουργεί ενδιαφέρον. Σε μια επιστήμη γεμάτη ενδιαφέροντα θέματα όπως η φυσική.

Η άσκηση που σας παρουσιάζουμε είναι μια άσκηση που αφορά την κρούση σε συνδυασμό με την οριζόντια βολή.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα.

ΘΕΜΑ Δ

Ο καθηγητής της φυσικής μιας σχολής αξιωματικών του στρατού θέτει ένα πρόβλημα σχετικά με το πώς οι φοιτητές, αξιοποιώντας τις γνώσεις τους από το μάθημα, θα μπορούσαν να υπολογίσουν την ταχύτητα υ του βλήματος ενός πιστολιού.

15985 b kat

Ο καθηγητής υποδεικνύει στους φοιτητές την παρακάτω διαδικασία: Το βλήμα μάζας m εκτοξεύεται οριζόντια και σφηνώνεται σε ένα κομμάτι ξύλου, μάζας Μ, που ισορροπεί ελεύθερο στην κορυφή ενός στύλου ύψους h. Οι μάζες m και Μ μετρώνται με ζύγιση και το ύψος h μετράται με μετροταινία. Το συσσωμάτωμα αμέσως μετά την κρούση εκτελεί οριζόντια βολή και χτυπάει στο έδαφος σε οριζόντια απόσταση x από τη βάση του στύλου, αφήνοντας ένα σημάδι στο χώμα ώστε να είναι δυνατή η μέτρηση αυτής της απόστασης x. Οι φοιτητές έκαναν τη διαδικασία και τις μετρήσεις που τους υπέδειξε ο καθηγητής τους και βρήκαν τις τιμές m = 0,1 kg, M = 1,9 kg, h = 5 m και x = 10 m. Λαμβάνοντας υπόψη τις προηγούμενες τιμές των μεγεθών που μετρήθηκαν από τους φοιτητές, και θεωρώντας την αντίσταση του αέρα αμελητέα, να υπολογίσετε:

Δ1. Το χρονικό διάστημα που πέρασε από την στιγμή της κρούσης μέχρι το συσσωμάτωμα να αγγίξει το έδαφος.

Δ2. Το μέτρο της οριζόντιας ταχύτητας V την οποία απέκτησε το συσσωμάτωμα αμέσως μετά την κρούση.

Δ3. Το μέτρο της ταχύτητας υ του βλήματος πριν σφηνωθεί στο ξύλο.

Δ4. Την απώλεια της μηχανικής ενέργειας του συστήματος βλήμα – ξύλο κατά την κρούση.

Δίνεται η επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης g = 10m / s2.

Λύση

Δ1. Το συσσωμάτωμα εκτελεί οριζόντια βολή, με μέγιστο ύψος :

h = ½·g·t² ⇒ t² = 2·h / g ⇒ t² = 2·5 / 10 ⇒ t = 1 s .

Δ2. Τo βεληνεκές (η μέγιστη οριζόντια μετατόπιση) :

S = x = υ΄·t ⇒ υ΄ = x / t ⇒ υ΄ = 10 / 1 ⇒ υ΄ = 10 m / s .

Δ3. Η αρχή διατήρησης της ορμής:

(ισχύει σε μονωμένο σύστημα σωμάτων)

Poλ,αρχ = Poλ,τελ ⇒ m·υ = (m + M)·υ’ ⇒ υ = (m + M)·υ’ / m ⇒ υ = (0,1 + 1,9)·10 / 0,1 ⇒ υ = 200 m / s .

Δ4. H απώλεια της μηχανικής ενέργειας συμβολίζεται με Q,

Η αρχή διατήρησης της ενέργειας:

(η γενικότερη της μορφή)

Καρχ = Κτελ + Q ⇒ Q = Καρχ – Κτελ ⇒ Q = ½·m·υ² – ½·(Μ + m)·υ’ ² ⇒ Q = ½·0,1·200² – ½·(1,9 + 0,1)·10² ⇒ Q = 1900 joule .

Η άσκηση είναι πολύ καλή και η λύση της έχει δυσανάλογα μικρή έκταση σε σχέση με τις υπόλοιπες ασκήσεις.

Προτείνουμε να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία στο σπίτι.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα.

Advertisements

2 thoughts on “Τράπεζα θεμάτων Β λυκείου φυσική προσανατολισμού 15985

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s