Νέα τράπεζα θεμάτων φυσικής προσανατολισμού Β λυκείου 21094

freedom multicolor

Η φωτογραφία μας εκφράζει την ψεύτικη ευτυχία, που μας δείχνουν οι εικόνες της τηλεόρασης.

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από τις βολές σε ηλεκτρικό πεδίο.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα.

ΘΕΜΑ Δ

21094 b kat

Πρωτόνιο κινείται με οριζόντια ταχύτητα μέτρου υ0 = 105 m / s και τη χρονική στιγμή t1 = 0 εισέρχεται, από το σημείο Ο, σε κατακόρυφο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο του οποίου η φορά της έντασης είναι όπως φαίνεται στο σχήμα. Το σημείο Ο είναι η αρχή των αξόνων συστήματος συντεταγμένων (x,y), (στο Ο είναι η τιμή μηδέν και για τους δύο άξονες). Την χρονική στιγμή t2 το πρωτόνιο βρίσκεται στη θέση Σ του πεδίου με συντεταγμένες x = 0,1 m, και y = 0,05 m.

Να υπολογιστούν:

Δ1. Η χρονική στιγμή t2 κατά την οποία το πρωτόνιο βρίσκεται στο σημείο Σ.

Δ2. Το μέτρο Ε της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου.

Δ3. Η κινητική ενέργεια του πρωτονίου στο σημείο Σ.

Δ4. Η εξίσωση της τροχιάς του πρωτονίου.

Δίνεται η μάζα του πρωτονίου m = 1,6∙10-27 kg, το ηλεκτρικό του φορτίο, q = 1,6∙10-19 C, καθώς και ότι αυτό πρακτικά δέχεται μόνο τη δύναμη από το προαναφερόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

Λύση

Δ1.

Το πρωτόνιο εκτελεί σύνθετη κίνηση, στον άξονα x εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση :

υ0 = xΣ / t2 ⇒ t2 = xΣ / υ0 ⇒ t2 = 10-1 / 105 ⇒ t2 = 10-6 s .

Δ2.

To πρωτόνιο στον άξονα y εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση, χωρίς αρχική ταχύτητα :

yΣ = ½·α·t2² ⇒ α = 2·yΣ / t2² ⇒ α = 2·0,05 / (10-6)² ⇒ α = 1011 m / s² .

Στο πρωτόνιο ασκείται η δύναμη Coulomb , 2ος Newton :

ΣF = m·α ⇒ Fc = m·α ⇒

(ορισμός της έντασης Ε = Fc / q ⇒ Fc = q·E)

⇒ q·E = m·α ⇒ E = m·α / q ⇒ E = 1,6·10-27·1011 / 1,6·10-19 ⇒ E = 10N / C , με φορά προς τα πάνω .

Δ3.

21094 b kat_1

Θεώρημα μεταβολής κινητικής ενέργειας για το πρωτόνιο από το Ο στο Σ :

(άλλη μορφή της αρχής διατήρησης της κινητικής ενέργειας που ισχύει παντού)

ΔK = WFc, O → Σ ⇒ ΚΣ – ΚΟ = WFc, O → Σ ⇒ ΚΣ – ΚΟ = Fc·yΣ ⇒ ΚΣ = q·E·yΣ + ½·m·υ0² ⇒ ΚΣ = 1,6∙10-19·103·5·10-2 + ½·1,6∙10-27·(105)² ⇒ ΚΣ = 1,6·10-17 joule .

Άλλος τρόπος, του φίλου (και συνεργάτη) Μαρίνου Ηλιόπουλου :

( To μέτρο της ταχύτητας στο σημείο Σ : υΣ² = υ0² + υy², όπου υ= α·t2 ⇒ υ= 10m / s)

ΚΣ = ½·m·υΣ² ⇒ ΚΣ = ½·m·(υ0² + υy²) ⇒ ΚΣ = ½·1,6∙10-27·((105)² + (105)²) ⇒ ΚΣ = 1,6·10-17 joule .

Σχόλιο : Έξυπνη λύση.

Δ4.

Η απόδειξη της εξίσωσης τροχιάς.

Στον άξονα x έχουμε ευθύγραμμη ομαλή κίνηση :

υ= x / t ⇒ t = x / υ.

Στον άξονα y έχουμε ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση :

y = ½·α·t² ⇒ y = ½·α·(x / υ0)² ⇒ y = ½·1011·x² / 1010 ⇒ y = 5·x² .

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

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα.

Advertisements

2 thoughts on “Νέα τράπεζα θεμάτων φυσικής προσανατολισμού Β λυκείου 21094

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