Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β΄ θέμα 21299

free jump from airplane

Οι αλεξιπτωτιστές στη φωτογραφία μας εκτελούν οριζόντια βολή.

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από την οριζόντια βολή και μία ερώτηση από τους πυκνωτές.

Επιστρέψτε στη σελίδα που έχει όλα τα Β θέματα της φυσικής προσανατολισμού.

ΘΕΜΑ Β

Β1. Ένα βομβαρδιστικό αεροπλάνο κινείται οριζόντια σε ύψος h πάνω από το έδαφος με σταθερή ταχύτητα υ0. Κάποια χρονική στιγμή t = 0 αφήνεται να πέσει από το αεροπλάνο μία βόμβα. Η βόμβα φτάνει στο έδαφος μετά από χρόνο t = 4 s.

Το βομβαρδιστικό αεροπλάνο εξακολουθώντας την οριζόντια κίνησή του στο ίδιο ύψος h, αυξάνει την ταχύτητά του σε 2∙υ0 και στη συνέχεια κινείται με αυτή την ταχύτητα. Κάποια επόμενη χρονική στιγμή αφήνεται να πέσει από το αεροπλάνο μία δεύτερη βόμβα.

Α. Να επιλέξετε την σωστή απάντηση.

Η βόμβα φτάνει στο έδαφος μετά από χρόνο:

α. t1 = 2 s ,                                      β. t1 = 8 s ,                                       γ. t1 = 4 s .

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας .

Η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα.

Β2. Ένας επίπεδος πυκνωτής έχει χωρητικότητα C. Η απόσταση ανάμεσα στους οπλισμούς του επίπεδου πυκνωτή είναι d, ενώ το εμβαδό κάθε οπλισμού του είναι Α. Συνδέουμε το πυκνωτή με ηλεκτρική πηγή τάσης V, οπότε αυτός φορτίζεται και «αποκτά» ηλεκτρική δυναμική ενέργεια U.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Διατηρώντας τον επίπεδο πυκνωτή συνδεδεμένο με την ηλεκτρική πηγή, μετακινούμε τους οπλισμούς του, έτσι ώστε η μεταξύ τους απόσταση να τριπλασιαστεί. Τότε για τη νέα ηλεκτρική δυναμική ενέργεια U΄ που θα έχει ο πυκνωτής, ισχύει:

α. U΄ = 3·U ,                                β. U΄ = U / 3 ,                                  γ. U΄ = 9·U .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η γ .

Β.

Και οι δύο βόμβες εκτελούν οριζόντια βολή από το ίδιο ύψος h, άρα έχουν την ίδια κατακόρυφη μετατόπιση y = h . H οριζόντια ταχύτητα είναι διαφορετική για τις δύο βόμβες.

21299 b thema kat_1

Στον άξονα y η βόμβα εκτελεί ελεύθερη πτώση με y = h :

h = ½·g·t² ⇒ t = √(2·h / g) , παρατηρούμε ότι ο χρόνος κίνησης της βόμβας δεν εξαρτάται από την αρχική ταχύτητα. Άρα t1 = t ⇒ t1 = 4 s .

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

Β2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η β .

Β.

Στο πυκνωτή τριπλασιάζεται η απόσταση μεταξύ των οπλισμών του ενώ παραμένει συνδεδεμένος με την πηγή φόρτισης , άρα η τάση του παραμένει σταθερή V΄ = V .

Η χωρητικότητα πριν την απομάκρυνση των οπλισμών του πυκνωτή :

C = ε0·(Α / d) .

Η χωρητικότητα μετά την απομάκρυνση των οπλισμών του πυκνωτή :

C΄ = ε0·(Α / d΄) ⇒ C΄ = ε0·(Α / (3·d)) ⇒ C΄ = (1 / 3)·(ε0·(Α / d)) ⇒ C΄ = C / 3 .

H ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του πυκνωτή πριν την απομάκρυνση των οπλισμών :

U = ½·C·V² .

H ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του πυκνωτή μετά την απομάκρυνση των οπλισμών :

U΄ = ½·C΄·V² ⇒ U΄ = ½·(C / 3)·V² ⇒ U΄ = U / 3 .

H μείωση της ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας του πυκνωτή οφείλεται στην κατανάλωση ενέργειας ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή για την μεταφορά φορτίου από τους οπλισμούς προς την ηλεκτρική πηγή.

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

Επιστρέψτε στη σελίδα που έχει όλα τα Β θέματα της φυσικής προσανατολισμού.

Advertisements

One thought on “Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β΄ θέμα 21299

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