Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21301

street dancer

Η κίνηση που γίνεται αυθόρμητα χορός , τα γκράφιτι – η τέχνη που μεταμορφώνει τις πόλεις .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από τις θερμικές μηχανές – Carnot και μία ερώτηση από την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων σε πεδίο Coulomb – ορμή .

To NEO σύστημα εισαγωγής στην τριτοβάθμια εκπαίδευση

Δείτε την άσκηση αυτή.

Δείτε επίσης την άσκηση αυτή.

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 B

B1. Θερμική μηχανή με συντελεστή απόδοσης eθ έχει θερμοκρασία ψυχρής δεξαμενής Τ1 και θερμοκρασία θερμής δεξαμενής 2·Τ1. Για κάθε ποσό θερμότητας Q που απορροφά η μηχανή, αποδίδει ποσό θερμότητας  (3 / 4)∙Q στην ψυχρή δεξαμενή. Έστω ec ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής Carnot που λειτουργεί ανάμεσα στις ίδιες θερμοκρασίες.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση .

Για τον λόγο των συντελεστών απόδοσης ec και eθ ισχύει:

α. e/ eθ = 1,5 ,                          β. e/ eθ = 2 ,                            γ. e/ eθ = 4 .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β.2 Δύο σώματα, το ένα με μάζα m1 και θετικό φορτίο q1 και το δεύτερο με μάζα m2 = 4∙m1 και αρνητικό φορτίο q, βρίσκονται πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο και αρχικά ηρεμούν. Τα δύο σώματα αφήνονται την ίδια στιγμή ελεύθερα. Κάποια επόμενη χρονική στιγμή οι κινητικές ενέργειες των σωμάτων (1) και (2) είναι Κ1 και Κ2 αντίστοιχα.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Ο λόγος των κινητικών ενεργειών Κ1 και Κ2 των δύο σωμάτων είναι:

α. Κ1 / Κ2 = 1 ,                             β. Κ1 / Κ2 = 2 ,                            γ. Κ1 / Κ2 = 4 .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

B1.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η β .

Β.

Για την θερμή μηχανή έχουμε συντελεστή απόδοσης eθ , Τ= Τκαι Τ= 2·Τ.

Aν η μηχανή απορροφά θερμότητα Q αποβάλλει στην ψυχρή δεξαμενή θερμότητα |Qc| = (3 / 4)·Q .

Μεταξύ των ίδιων ακραίων θερμοκρασιών λειτουργεί και μια μηχανή Carnot με συντελεστή e= 1 – (Τc / Τh) ⇒ e= 1 – [Τ1 / (2·Τ1)] ⇒ e= ½ … (1) .

Για τον συντελεστή απόδοσης της θερμικής μηχανής έχουμε :

eθ = W / Q⇒ eθ = (Q– |Qc|) / Q⇒ eθ = [Q – (3 / 4)·Q] / Q ⇒ eθ = 1 / 4 … (2) .

Διαιρούμε κατά μέλη τις σχέσεις (1) και (2) :

(1) / (2) ⇒ e/ eθ = 2 .

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

B2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η γ .

Β.

Τα δύο σώματα – φορτία έχουν μάζες m& θετικό φορτίο qκαι m= 2·m1 αρνητικό φορτίο q.

Όταν τα δύο σώματα – φορτία αφεθούν ελεύθερα πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο έλκονται με δυνάμεις Coulomb .

21301 b thema kat_1

To σύστημα είναι μονωμένο και ισχύει η αρχή διατήρησης της ορμής :

(διανυσματική σχέση)

Ρολ,αρχ = Ρολ,τελ ⇒ Ρ+ Ρ= Ρ1΄ + Ρ2΄ ⇒ 0 + 0 = Ρ1΄ + Ρ2΄ ⇒ 0 + 0 = m1·υ– m2·υ

m1·υ= 4·m1·υ⇒ υ= υ/ 4 .

Η κινητική ενέργεια του φορτίου – σωματίου m1 , q1 είναι :

Κ= ½·m1·υ1² … (1) .

Η κινητική ενέργεια του φορτίου – σωματίου m1 , q1 είναι :

Κ= ½·m2·υ2² ⇒ Κ= ½·4·m1·(υ/ 4)² ⇒ Κ= ¼·½·m1·υ1² ⇒

Κ= ¼·Κ⇒ Κ/ Κ= 4 .

Άλλος τρόπος

Ρολ,αρχ = Ρολ,τελ ⇒ Ρ+ Ρ= Ρ1΄ + Ρ2΄ ⇒ 0 + 0 = Ρ1΄ + Ρ2΄ ⇒ Ρ1΄ = – Ρ2΄ .

Από τον ορισμό της ορμής :

p = m·υ ⇒ υ = p / m ⇒ υ² = p² / m² .

Στο ορισμό της κινητικής ενέργειας αντικαθιστούμε την παραπάνω σχέση :

Κ = ½·m·υ² ⇒ Κ = ½·(p² / m) και έχουμε :

Κ1 = ½·(p1΄² / 2·m1)  και  Κ2 = ½·(p2΄² / 2·m2) , όπου  Ρ1΄² = Ρ2΄² , άρα :

Κ1 / Κ2 = m/ m⇒ Κ1 / Κ2 = 4·m/ m⇒ Κ1 / Κ2 = 4 .

Προτείνουμε η ερώτηση να διδαχθεί 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 21301

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