Νέα τράπεζα θεμάτων φυσικής προσανατολισμού Β λυκείου 21093

slow mo light bulb crashes

Σε αργή κίνηση μια λάμπα σπάει. Η φωτογράφηση έγινε για τις ανάγκες μιας εργασίας.

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από τις βολές σε ηλεκτρικό πεδίο.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα.

ΘΕΜΑ Δ

Πρωτόνιο επιταχύνεται από ένα ομογενές ηλεκτρικό πεδίο, ξεκινώντας από την ηρεμία κινούμενο μεταξύ δύο σημείων με διαφορά δυναμικού V = 200 V, οπότε αποκτά οριζόντια ταχύτητα μέτρου υ0 κατά την έξοδό του από το πεδίο. Στη συνέχεια εισέρχεται από ένα σημείο Ο σε ένα δεύτερο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο, έντασης μέτρου Ε = 103 N / C, κάθετα στις δυναμικές γραμμές, όπως παριστάνεται στο σχήμα. Το δεύτερο ηλεκτρικό πεδίο εκτείνεται σε οριζόντια απόσταση d = 0,2 m. Το πρωτόνιο εξέρχεται από το δεύτερο πεδίο από το σημείο Σ έχοντας αποκτήσει ταχύτητα μέτρου υΣ.

21093 b kat

Να υπολογιστούν:

Δ1. το μέτρο της ταχύτητας υ0,

Δ2. ο χρόνος κίνησης του πρωτονίου στο δεύτερο ηλεκτρικό πεδίο,

Δ3. η εκτροπή του πρωτονίου yΣ κατά μήκος του άξονα y,

Δ4. το μέτρο της ταχύτητας εξόδου υΣ του πρωτονίου από το δεύτερο πεδίο.

Δίνεται ότι το πηλίκο του ηλεκτρικού φορτίου προς τη μάζα του πρωτονίου είναι ίσο με 108 C / kg και ότι το πρωτόνιο δέχεται δύναμη μόνο από τα αναφερόμενα ηλεκτρικά πεδία.

Λύση

Δ1.

To πρωτόνιο επιταχύνεται από ηλεκτρικό πεδίο από τα σημεία Α έως το σημείο Ο που υπάρχει στο σχήμα μας και από την ηρεμία αποκτά ταχύτητα υ0 :

Θεώρημα μεταβολής της κινητικής ενέργειας :

ΔΚ = WF ⇒ Kτελ – Kαρχ = q·V ⇒ ½·m·υ0² = q·V ⇒ υ0² = 2·q·V / m ⇒ υ0 = √(2·V·(q / m)) ⇒ υ0 = √(2·200·(108)) ⇒ υ0 = 2·105 m / s .

Δ2.

Το πρωτόνιο εισέρχεται στο χώρο του δεύτερου ηλεκτρικού πεδίου, κάθετα στις δυναμικές γραμμές και εκτελεί οριζόντια βολή.

Το πρωτόνιο εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση στη διεύθυνση του άξονα x, και σε χρόνο tδιανύει οριζόντια απόσταση d :

υ0 = Δx / t⇒ t= d / υ0 ⇒ t= 2·10-1 / 2·105 ⇒ t= 10-6 s .

Δ3.

Η επιτάχυνση του ηλεκτρονίου οφείλεται στη δύναμη Coulomb που δρα κατακόρυφα .

2ος Newton :

ΣF= m·α ⇒ F= m·α ⇒

(ορισμός της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου : Ε =  F/ q ⇒ F= q·E)

⇒ α = F/ m ⇒ α = Ε·(q / m) ⇒ α = 103·10⇒ α = 1011 m / s² .

Η κατακόρυφη απόκλιση του πρωτονίου είναι :

y= ½·α·tk² ⇒ y= ½·1011·(10-6)² ⇒ y= 5·10-2 m .

Δ4.

21093 b kat_1

H κατακόρυφη ταχύτητα του πρωτονίου :

υ= α·tk ⇒ υ= 1011·10-6 ⇒ υ= 10m / s .

το μέτρο της ταχύτητας του πρωτονίου στο σημείο Σ :

( ισχύει υ= υ= 2·10m / s)

υΣ = √(υx² + υy²) ⇒ υΣ = √((2·105)² + (105)²) ⇒ υΣ = 105·√5 m / s .

Η διεύθυνση της ταχύτητας :

εφ φ = υ/ υx ⇒ εφ φ = 10/ (2·105 ) ⇒ εφ φ = 1 / 2 .

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα.

Advertisements

4 thoughts on “Νέα τράπεζα θεμάτων φυσικής προσανατολισμού Β λυκείου 21093

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