Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21424

digital beam of electrons

Βλέπουμε την προσομοίωση μιας δέσμης ηλεκτρονίων στο χώρο ενώ εκτελούν μια σύνθετη κίνηση.

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από τις θερμικές μηχανές Carnot και μία ερώτηση από την κάθετη είσοδο φορτισμένου σωματίου με ομογενές ηλεκτρικό πεδίο .

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια (με ανανεωμένο εβδομαδιαίο πρόγραμμα)

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Δύο θερμικές μηχανές Carnot A και Β έχουν το περιβάλλον ως ψυχρή δεξαμενή. Η μηχανή Α απορροφά ποσό θερμότητας QA,h από θερμή δεξαμενή θερμοκρασίας TA,h, ενώ η Β απορροφά ίσο ποσό θερμότητας QA,h = QB,h από θερμή δεξαμενή θερμοκρασίας TB,h .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Αν TB,h < TA,h τότε για τα έργα WA και WB που αποδίδουν οι δύο μηχανές αντίστοιχα, ισχύει:

α. WA < WB ,                                 β. WA = WB ,                                 γ. WA > WB .

Β. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

B2. Ένα πρωτόνιο, με φορτίο qρ και μάζα mp και ένα σωμάτιο α, με φορτίο 2∙qρ και μάζα 4∙m, εισέρχονται μέσα στο ίδιο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο Ε, κάθετα στις δυναμικές γραμμές όπως φαίνεται στο σχήμα. Η ταχύτητα του πρωτονίου έχει μέτρο υp διπλάσιο από το μέτρο της ταχύτητας υα του σωμάτιου α (υp = 2∙υα). Αγνοούμε τη βαρύτητα και την αντίσταση του αέρα.

21424 b thema kat

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Για τις κατακόρυφες αποκλίσεις yp και yα των σωματιδίων τη στιγμή που αυτά εξέρχονται από το ηλεκτρικό πεδίο, ισχύει:

α. yp = yα ,                              β. yp = 2∙yα ,                                 γ. yp = yα / 2 .

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή γ .

Β.

Ο ορισμός του συντελεστή απόδοσης της μηχανής Carnot :

ec = W / Qh ⇒ W = ec·Qh .

O συντελεστής απόδοσης της μηχανής Carnot :

ec = 1 – (Τc / Τh) .

ΤΒ,h < ΤA,h ⇒ 1 / ΤΒ,h > 1 / ΤA,h ⇒ Tc / ΤΒ,h > Tc / ΤA,h ⇒ – (Tc / ΤΒ,h) < – ( Tc / ΤA,h) ⇒ 1 – (Tc / ΤΒ,h) < 1 – ( Tc / ΤA,h) ⇒ ec,B < ec,A ⇒

πολλαπλασιάζουμε με την ισότητα QB,h = QA,h έχουμε

ec,B·QB,h < ec,Α·QΑ,h ⇒W< WΑ .

Προτείνουμε η ερώτηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι και στη συνέχεια να συζητηθεί στη τάξη .

Β2.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή γ .

Β.

Tα φορτισμένα σωμάτια όταν βάλλονται κάθετα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου εκτελούν οριζόντια βολή μέσα στο ηλεκτρικό πεδίο.

Στον άξονα x τα σωμάτια εκτελούν ευθύγραμμη ομαλή κίνηση :

υ0 = x / t ⇒ t = x / υ0 … (I) .

Στον άξονα y τα σωμάτια εκτελούν ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση , χωρίς αρχική ταχύτητα :

y = ½·α·t² ⇒

από την σχέση (Ι)

y = ½·α·(x / υ0)² … (ΙΙ) .

2ος νόμος του Newton για ένα σωμάτιο :

ΣF = m·α ⇒ Fc = m·α ⇒

(η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ορίζεται : Ε = Fc / q ⇒ Fc = q·E)

q·E = m·α ⇒ α = q·E / m … (III) .

H σχέση (II) με την βοήθεια της σχέσης (ΙΙΙ) :

y = ½·(q·E / m)·(x² / υ0²) , η εξίσωση τροχιάς του σωματίου .

Η εξίσωση τροχιάς για το πρωτόνιο p :

yp = ½·(qp·E / mp)·(x² / υp²) … (ΙV) .

Η εξίσωση τροχιάς για το σωμάτιο α :

yα = ½·(qα·E / mα)·(x² / υα²) … (V) .

Διαιρούμε κατά μέλη τις σχέσεις (ΙV) και (V) :

(ΙV) / (V) ⇒ yp / yα = (½·(qp·E / mp)·(x² / υp²)) / (½·(qα·E / mα)·(x² / υα²)) ⇒ yp / yα = qp·mα·υα² / (qα·mp·υp²) ⇒

(ισχύει : qα = 2·qp , mα = 4·mκαι υ= 2·υα)

yp / yα = qp·4·mp·υα² / (2·qp·mp·4·υα²) ⇒ yp / yα = 1 / 2 ⇒ yp = yα / 2 .

Προτείνουμε η ερώτηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι και στη συνέχεια να συζητηθεί στη τάξη .

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

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21424

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