Η φωτοβολία τριών λαμπτήρων.

 

Τρεις όμοιοι λαμπτήρες, οι οποίοι θεωρούνται ωμικοί αντιστάτες, συνδέονται όπως στο παραπάνω κύκλωμα. Δίνεται ότι μόνο ένας από αυτούς λειτουργεί κανονικά, με το διακόπτη δ ανοικτό.

i)  Ποιος είναι  αυτός που λειτουργεί κανονικά;

ii) Τι συμβαίνει με τη λειτουργία των δύο άλλων;

iii) Αν καεί ο λαμπτήρας Β, πώς θα επηρεαστεί η φωτοβολία των υπολοίπων;

iv) Τι θα συμβεί με τη φωτοβολία των τριών λαμπτήρων, αν κλείσουμε το διακόπτη δ;

Να δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

	Η φωτοβολία τριών λαμπτήρων.

Η ορμή και ο ρυθμός μεταβολής της, σε μια κυκλική κίνηση.

Ένα σώμα μάζας 2kg διαγράφει οριζόντιο κύκλο κέντρου Ο και ακτίνας R=(8/π) m, δεμένο στο άκρο νήματος, με ταχύτητα σταθερού μέτρου υ=2m/s. Τη στιγμή t₀=0, το σώμα διέρχεται από το σημείο Α του σχήματος.

i)  Ποια η θέση και η ορμή του σώματος τη στιγμή t₁=2s;

ii) Να βρεθούν:

α) Η μεταβολή της ορμής μεταξύ των χρονικών στιγμών t₀ και t₁.

β) Ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του σώματος τη στιγμή t₁.

iii) Αν τη στιγμή t₂=4s, κόψουμε το νήμα να βρεθεί η θέση, η ορμή και ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του σώματος τη στιγμή t₃=6s.

Απάντηση:

ή

	Η ορμή και ο ρυθμός μεταβολής της, σε μια κυκλική κίνηση.

	Η ορμή και ο ρυθμός μεταβολής της, σε μια κυκλική κίνηση.

Ένα φορτισμένο σώμα αφήνεται ελεύθερο.

Σε λείο οριζόντιο επίπεδο έχουν στερεωθεί στα σημεία Β και Γ,  δυο μικρές φορτισμένες σφαίρες, με φορτία +q₁ και –q₂. Σε ένα σημείο Α του επιπέδου αφήνεται ελεύθερο ένα μικρό σφαιρίδιο, με φορτίο -q.

i)  Ποιο από τα διανύσματα α₁, α₂, α₃ και α₄ του διπλανού σχήματος, παριστά την επιτάχυνση που θα αποκτήσει το σφαιρίδιο;

ii) Μετά από λίγο το σφαιρίδιο φτάνει σε σημείο Δ με ταχύτητα υ₁. Για τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων Α και Δ ισχύει:

α) V_ΑΔ < 0,   β) V_ΑΔ = 0,  γ)  V_ΑΔ > 0.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

Ένα  φορτισμένο  σώμα αφήνεται ελεύθερο.

Μια ΟΚΚ σε κατακόρυφο επίπεδο.

Ένα σφαιρίδιο μάζας 0,4kg, δεμένο στο άκρο νήματος διαγράφει κατακόρυφο κύκλο, κέντρου Ο και ακτίνας R=0,8m με σταθερή κατά μέτρο ταχύτητα υ=4m/s. Για να μπορεί να πραγματοποιεί την παραπάνω κίνηση, δέχεται διαρκώς κάποια εφαπτομενική μεταβλητού μέτρου δύναμη F, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα, για μια θέση Ε.

i) Έχει επιτάχυνση το σφαιρίδιο στη θέση Ε που δίνεται στο σχήμα; Αν ναι να σχεδιαστεί το διάνυσμά της, υπολογίζοντας και το μέτρο της. Η επιτάχυνση αυτή παραμένει σταθερή ή μεταβάλλεται στη διάρκεια της κίνησης του σφαιριδίου;

ii) Τη στιγμή που το σφαιρίδιο περνά από τη θέση Γ, με το νήμα οριζόντιο:

α) Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω του.

β) Να υπολογίσετε τα μέτρα τους.

iii) Στο σχήμα βλέπετε την ανώτερη θέση Β και την κατώτερη θέση της τροχιάς Δ. Για τις θέσεις αυτές να υπολογίσετε:

α) το μέτρο της δύναμης F που πρέπει να ασκείται στο σφαιρίδιο,

β) το μέτρο της τάσης του νήματος.

iv) Αν στην θέση Ε που φαίνεται στο σχήμα, το νήμα σχηματίζει με την οριζόντια θέση γωνία θ, όπου ημθ=0,6 και συνθ=0,8, να βρείτε για τη θέση αυτή:

α) Το μέτρο της δύναμης F.

β) Το μέτρο της τάσης του νήματος.

v) Θεωρώντας ως επίπεδο μηδενικής δυναμικής ενέργειας το οριζόντιο επίπεδο που διέρχεται από το κέντρο Ο (προφανώς και από τις θέσεις Α και Γ):

α) Να υπολογίσετε τη δυναμική ενέργεια του σφαιριδίου στη θέση Ε, καθώς και το ρυθμό μεταβολής της δυναμικής ενέργειας στην θέση αυτή. Με ποιο ρυθμό μεταφέρεται ενέργεια, μέσω του έργου της δύναμης F,  στο σφαιρίδιο;

β) Αν το σφαιρίδιο περνά από τη θέση Α, τη στιγμή t=0, να βρεθεί η συνάρτηση της δυναμικής ενέργειας του σφαιριδίου σε συνάρτηση με το χρόνο και να παρασταθεί γραφικά.

Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

	Μια ΟΚΚ σε κατακόρυφο επίπεδο.

Διαγωνισμοί Φυσικής 2016.

Διαγωνισμός ΕΕΦ:

 Α' Γυμνασίου     Β' Γυμνασίου   Γ' Γυμνασίου   

Α΄ Λυκείου         Β΄ Λυκείου      Γ΄ Λυκείου

Διαγωνισμός Αριστοτέλης :

 Α' Γυμνασίου     Β' Γυμνασίου   Γ' Γυμνασίου 

Α΄ Λυκείου       Β΄ Λυκείου       Γ΄ Λυκείου

Μια φορτισμένη σφαίρα σε τεταρτοκύκλιο.

Από την κορυφή Α ενός λείου κατακόρυφου τεταρτοκυκλίου, ακτίνας R=1,25m αφήνεται να κινηθεί μια μικρή σφαίρα μάζας m=10g η οποία φέρει φορτίου q₁=12,5μC. Στο κέντρο Ο του τεταρτοκυκλίου έχει στερεωθεί ένα μικρό σώμα με φορτίο q₂=4/3μC.

i)  Να υπολογισθεί η δύναμη που δέχεται η σφαίρα από το τεταρτοκύκλιο στην θέση Α.

ii)  Πόσο είναι το έργο της δύναμης Coulomb κατά την κίνηση της σφαίρας από την κορυφή Α, στη βάση Β του τεταρτοκυκλίου;

iii) Να υπολογίσετε την ταχύτητα υ₁ της σφαίρας τη θέση Β.

iv) Πόση δύναμη δέχεται η σφαίρα από το τεταρτοκύκλιο στη θέση Β, ελάχιστα πριν περάσει στο λείο οριζόντιο επίπεδο;

v) Να βρεθεί η μέγιστη ταχύτητα υ της σφαίρας κατά την κίνησή της στο οριζόντιο επίπεδο.

Δίνεται k=9∙10⁹Ν∙m²/C² και g=10m/s².

Απάντηση:

ή

	Μια φορτισμένη σφαίρα σε τεταρτοκύκλιο.

Μια κίνηση σε λείο κεκλιμένο επίπεδο, μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο.

Ένα μικρό φορτισμένο σφαιρίδιο, μάζας m=2g και φορτίου q=1μC, αφήνεται στο σημείο Α ενός λείου κεκλιμένου επιπέδου, απέχοντας απόσταση (ΑΟ)=1m, από ένα ακλόνητο σημειακό φορτίο Q. Μετά από λίγο το σφαιρίδιο,  αφού μετατοπισθεί κατά 0,6m  φτάνει σε σημείο Β, όπου (ΟΒ)=0,8m,  με ταχύτητα υ_Β=2m/s.

i) Να υπολογιστεί το έργο που παράγει πάνω στο σφαιρίδιο, η δύναμη που δέχεται από το ηλεκτρικό πεδίο του φορτίου Q, κατά την μετακίνηση από το Α στο Β.

ii) Να βρεθεί η διαφορά δυναμικού V_ΑΒ=V_Α-V_Β.

iii) Ποια η επιτάχυνση του σφαιριδίου στη θέση Β;

iv) Να βρεθεί η αρχική επιτάχυνση του  σφαιριδίου στη θέση Α.

Δίνεται η κλίση του επιπέδου θ=30°, g=10m/s² και Κ_c=9∙10⁹Ν∙m²/C².

Απάντηση:

ή

Μια κίνηση σε λείο κεκλιμένο επίπεδο, μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο.

Τάσεις και Επιταχύνσεις στο ηλεκτρικό πεδίο.

Στο άκρο μονωτικού νήματος, μήκους l=0,3m, είναι δεμένο ένα μικρό σφαιρίδιο μάζας 300g που φέρει φορτίο q₁=0,5μC και κρέμεται από σταθερό σημείο Ο, όπως στο σχήμα. Στο σημείο Κ, του οριζοντίου επιπέδου από μονωτικό υλικό, πάνω στην κατακόρυφο που περνά από το Ο, έχει στερεωθεί ένα άλλο μικρό σφαιρίδιο με φορτίο q₂=5μC. Η απόσταση των δύο σφαιριδίων είναι d=0,1m.

i)  Να βρεθεί η τάση του νήματος με το σφαιρίδιο ακίνητο στη θέση Α.

ii) Μετακινούμε το σφαιρίδιο φέρνοντάς το στη θέση Β, με το νήμα οριζόντιο και σε μια στιγμή το αφήνουμε να κινηθεί. Να υπολογιστεί η αρχική επιτάχυνση του σφαιριδίου, καθώς και η τάση του νήματος, αμέσως μόλις αφεθεί να κινηθεί.

iii) Μετά από λίγο το σφαιρίδιο περνά από τη θέση Α. Για τη στιγμή αυτή:

 α) Πόση είναι η κινητική ενέργεια του σφαιριδίου;

 β) Να βρεθεί ξανά η τάση του νήματος.

Δίνονται Κ_c=9∙10⁹Νm²/C² και g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Τάσεις και Επιταχύνσεις στο ηλεκτρικό πεδίο.

Μια κίνηση σε λείο οριζόντιο επίπεδο.

Σε λείο οριζόντιο επίπεδο από μονωτικό υλικό, κινείται ένα μικρό φορτισμένο σφαιρίδιο μάζας m=4,8g που φέρει φορτίο q₁=1μC και σε μια στιγμή t=0 περνάει από το σημείο Α, απέχοντας κατά x₁=0,8m από το σημείο Ο του επιπέδου έχοντας ταχύτητα υ₀=3m/s . Στην κατακόρυφο που περνά από το Ο και σε ύψος h=0,6m από το επίπεδο είναι ακλόνητο ένα δεύτερο σημειακό ηλεκτρικό φορτίο q₂=2μC.

i)  Να υπολογιστεί η επιτάχυνση του σφαιριδίου στη θέση Α.

ii) Να βρεθεί η ταχύτητα του σφαιριδίου τη στιγμή που φτάνει στη θέση Β, αν (ΑΒ)=1,6m.

iii) Να υπολογιστούν η μέγιστη και η ελάχιστη ταχύτητα του σφαιριδίου κατά τη διάρκεια της κίνησής της.

Δίνεται Κ_c=9∙10⁹Ν∙m²/C².

Απάντηση:

ή

	Μια κίνηση σε λείο οριζόντιο επίπεδο.

Η ενέργεια σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.

Δίνεται το κύκλωμα του παραπάνω σχήματος, όπου η πηγή έχει ΗΕΔ Ε=65V και εσωτερική αντίσταση r=1Ω. Οι αντιστάτες έχουν αντιστάσεις R₁=8Ω και R₂=2Ω, ενώ η συσκευή Σ, δεν είναι ωμικός καταναλωτής. Η  ένδειξη του ιδανικού αμπερομέτρου είναι Ι₁=6 Α.

i)  Ποια η τάση στα άκρα του αντιστάτη R₁, και ποιος ο ρυθμός με τον οποίο το ηλεκτρικό ρεύμα μεταφέρει ενέργεια στον αντιστάτη R₁.

ii) Ένα φορτίο q=2C μεταφέρεται από το σημείο Β στο σημείο Α, στο εσωτερικό της πηγής. Να βρεθεί η ενέργεια που κέρδισε το φορτίο κατά την παραπάνω μετακίνησή του. Πόση ενέργεια αντίστοιχα πρόσφερε η πηγή για την μετακίνηση αυτή;

iii) Πόση ενέργεια παρέχει η πηγή στο κύκλωμα σε χρονικό διάστημα Δt=10s;

iv) Να υπολογιστεί η ηλεκτρική ενέργεια την οποία καταναλώνει η συσκευή Σ στο παραπάνω χρονικό διάστημα.

v) Να βρεθεί η ισχύς της πηγής, αν συνδέσουμε τα σημεία Γ και Δ με αγωγό μηδενικής αντιστάσεως.

Απάντηση:

ή

Η ενέργεια σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.