Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21321

Roller Coaster in video games

Η ψηφιακή απεικόνιση της φωτογραφίας μας δείχνει ένα τρενάκι που εκτελεί περιστροφική κίνηση. Η πιο απλή από τις περιστροφικές κινήσεις είναι η ομαλή κυκλική κίνηση .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από τους πυκνωτές και μία ερώτηση από την ομαλή κυκλική κίνηση .

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. Ο επίπεδος πυκνωτής του παρακάτω κυκλώματος έχει χωρητικότητα C = 2,2 μF και τροφοδοτείται από πηγή σταθερής τάσης V = 12 V.

21321 b thema kat

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

α. Το φορτίο │Q│ του πυκνωτή προέρχεται από την μπαταρία γι’ αυτό μετά από πολλές φορτίσεις, η μπαταρία θα «αδειάσει».

β. Το φορτίο │Q│ του πυκνωτή οφείλεται στην μετακίνηση 165 τρισεκατομμυρίων ηλεκτρονίων από τον οπλισμό Β στον οπλισμό Α.

γ. Το φορτίο Q του πυκνωτή είναι 26,4 C.

B. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Δίνεται η απόλυτη τιμή του φορτίου του ηλεκτρονίου |e| = 1,6·10-19 C.

Β2. Στο εργαστήριο Φυσικών Επιστημών του Λυκείου κατά τη μελέτη της ομαλής κυκλικής κίνησης σώματος με μάζα m σε σταθερή ακτίνα r, μετρήσαμε την περίοδο περιστροφής Τ και την ασκούμενη κεντρο­μόλο δύναμη F. Με βάση αυτές τις μετρήσεις έγινε το διάγραμμα F – 1 / Τ2 που φαίνεται στο σχήμα.

21321 b thema kat 2

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

α. Τα αποτελέσματα βρίσκονται σε συμφωνία με τη θεωρία.

β. Τα αποτελέσματα βρίσκονται σε αντίθεση με τη θεωρία.

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή β .

Β.

Η μπαταρία δημιουργεί διαφορά δυναμικού μεταξύ των πόλων της, άρα και μεταξύ των οπλισμών  Α και Β. Προσφέρει ενέργεια στο πυκνωτή οπότε εξαναγκάζει ένα αριθμό ηλεκτρονίων να μετακινηθεί από τον οπλισμό Β στον οπλισμό Α έτσι ώστε να αποκτήσουν ίσο κατά απόλυτη τιμή φορτίο Q, οι οπλισμοί του.

Το φορτίο Q είναι κβαντισμένο άρα Q = N·|e| , όπου Ν είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που μετακινήθηκαν και |e| είναι το φορτίο του ενός ηλεκτρονίου.

Η χωρητικότητα ορίζεται :

C = Q / V ⇒ C = N·|e| / V ⇒ C·V = N·|e| ⇒ N = C·V / |e| ⇒ N = 2,2·10-6·12 / (1,6·10-19) ⇒ N = 165·1012 ηλεκτρόνια .

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 α .

Β.

Η σχέση που συνδέει την κεντρομόλο δύναμη Fκ με την περίοδο Τ στην ομαλή κυκλική κίνηση είναι η  Fκ = (4π²·m·r)·(1 / T²) .

Απόδειξη

Fκ = m·υ² / r ⇒

(η γραμμική ταχύτητα στην ομαλή κυκλική κίνηση είναι υ = 2·π·r / T)

Fκ = m·(2·π·r / T)² / r ⇒ Fκ = (m·4·π²·r² / r)·(1 / T²) ⇒ Fκ = (4π²·m·r)·(1 / T²) .

Η σχέση μας δείχνει πως η F είναι ανάλογη με το 1 / Τ² , (όχι με την περίοδο Τ αλλά με το αντίστροφο του τετραγώνου της περιόδου 1 / Τ²) όπως μας δείχνει και η πειραματική καμπύλη.

Προτείνουμε η ερώτηση να λυθεί – αποδειχθεί στη τάξη από τον καθηγητή .

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 21321

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