Διαγώνισμα Φυσικής Γεν. Παιδείας. Στατικός Ηλεκτρισμός.

1)  Στο σημείο Ο του διπλανού σχήματος, υπάρχει ακλόνητο σημειακό φορτίο +Q. Στο σημείο Α, σ’ απόσταση r αφήνουμε ελεύθερο ένα σωματίδιο Σ με φορτίο +q₁.

i)  Να σχεδιάστε την δύναμη που ασκείται πάνω του. Το μέτρο της δίνεται από την εξίσωση:

F= ……………….

ii)  Σχεδιάστε επίσης το διάνυσμα της έντασης του πεδίου (που οφείλεται στο φορτίο Q) στο σημείο Α. Το μέτρο της έντασης δίνεται από την εξίσωση:

Ε=…………….

iii) Μετά από λίγο το Σ φτάνει στο σημείο Β, όπου (ΟΑ)=(ΑΒ). «Τότε δέχεται δύναμη με μέτρο ίσο με το μισό του αντίστοιχου μέτρου της δύναμης στο Α». Να εξηγείστε αν η παραπάνω πρόταση είναι σωστή ή λανθασμένη.

2)   Δίνονται δύο αντίθετα φορτία +q, -q, όπως στο σχήμα. Να σχεδιάστε τις δυναμικές γραμμές του ηλεκτρικού πεδίου των δύο φορτίων. Να σχεδιάστε επίσης την ένταση του πεδίου στο σημείο Α, αφού έχετε προνοήσει να περάσει μια δυναμική γραμμή από το Α.

3)  Ένα φορτισμένο σωματίδιο με φορτίο q= - 10μC αφήνεται στο σημείο Α μιας δυναμικής γραμμής, όπου V_Α= 1000V και μετά από λίγο περνά από ένα σημείο  (Β ή Γ) έχοντας κινητική ενέργεια Κ=0,01J.

i)    Υπολογίστε την δυναμική ενέργεια του σωματιδίου στο σημείο Α.

ii)   Από ποιο  σημείο πέρασε το σωματίδιο, το Β ή το Γ και γιατί;

iii)  Πόσο έργο παράγεται από την δύναμη του πεδίου κατά την διάρκεια της παραπάνω μετακίνησης του σωματιδίου;

iv) Να υπολογίσετε το δυναμικό στο σημείο αυτό (Β ή Γ).

4)  Στα άκρα ενός ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ ...

     συνέχεια...

Ωριαίο διαγώνισμα στα αέρια (και εσωτερική ενέργεια).

1)     Μια ποσότητα ιδανικού αερίου διαγράφει τις μεταβολές του παρακάτω σχήματος, όπου Τ_Α=Τ_Δ.

i)      Πώς ονομάζονται οι μεταβολές αυτές;

ii)    Σε ποιους νόμους υπακούουν οι μεταβολές ΑΒ και ΒΓ; (Να δοθεί το όνομα και η μαθηματική εξίσωση που περιγράφει κάθε μεταβολή).

iii)  Να σχεδιάστε ποιοτικά τις μεταβολές αυτές στους διπλανούς άξονες V-Τ.

2)     Δύο δοχεία Α και Β του ίδιου όγκου, περιέχουν το Α 4g Η₂ και το Β 4g Ο₂ στην ίδια θερμοκρασία.

i)      Τίνος αερίου τα μόρια έχουν μεγαλύτερη μέση κινητική ενέργεια;

ii)    Ποιο αέριο έχει μεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια;

iii)  Ποιου αερίου τα μόρια έχουν μεγαλύτερη ενεργό ταχύτητα;

iv)  Σε ποιο δοχείο επικρατεί μεγαλύτερη πίεση;

Δίνονται οι γραμμομοριακές μάζες Μ_Η2=2∙10^-3kg/mοℓ και Μ_Ο2=32∙10^-3kg/mοℓ.

Να δικαιολογήστε εν συντομία τις απαντήσεις σας.

3)     Μια ποσότητα Ηe βρίσκεται σε κατακόρυφο δοχείο που κλείνεται με έμβολο μάζας 2kg και εμβαδού 10cm², απέχοντας κατά h₁=5cm από την βάση του. Η θερμοκρασία του αερίου είναι 300Κ.

i)      Πόση είναι η πίεση του αερίου και π.....

συνέχεια..

Επιτάχυνση φορτισμένου σωματιδίου από Ηλεκτρικό πεδίο.

Ένα σωματίδιο μάζας m=0,01mg και φορτίου q₁=1nC, αφήνεται στο σημείο Α, ενός ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου έντασης Ε=3∙10⁷Ν/C, οπότε μετά από λίγο κτυπά στην αρνητική πλάκα αφού διανύσει απόσταση d=1,5cm.

i) Σε πόσο χρόνο και με ποια ταχύτητα το σωματίδιο φτάνει στην αρνητική πλάκα;

ii)  Να παραστήσετε γραφικά την ταχύτητα του σωματιδίου σε συνάρτηση με το χρόνο.

Το ίδιο σωματίδιο αφήνεται στο σημείο Α, σε απόσταση r=4cm από ένα σταθερό σημειακό φορτίο Q=2μC.
   iii) Ποια είναι η μέγιστη ταχύτητα που αποκτά το σωματίδιο;
   iv) Κάνετε επίσης ένα ποιοτικό διάγραμμα της ταχύτητας του σωματιδίου σε συνάρτηση με το χρόνο.

Οι βαρυτικές δυνάμεις θεωρούνται αμελητέες και k=9∙10⁹Ν∙m²/C².

Απάντηση:

Ένταση και δυναμικές γραμμές ενός ηλεκτροστατικού πεδίου. Ένα Τεστ.

1)  Να σχεδιάστε το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το σημειακό φορτίο Q στα σημεία Α και Β. Αν το μέτρο της έντασης στο σημείο Β είναι ίσο με 3∙10⁵Ν/C, πόσο είναι το αντίστοιχο μέτρο της έντασης στο Α, αν (ΟΑ)=(ΑΒ) ;

2) Στα σημεία Α και Β (μακριά το ένα από το άλλο) φέρνουμε δύο κατ’ απόλυτο τιμή ίσα φορτία +q και –q. Στο σχήμα έχουν σχεδιαστεί οι δυνάμεις ίσου μέτρου, που δέχονται από το ηλεκτρικό πεδίο, κάποιων άλλων φορτίων. 

Να σχεδιάστε την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στα σημεία Α και Β, στο ίδιο σχήμα. Σε ποιο σημείο στο Α ή στο Β το πεδίο είναι ισχυρότερο; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

3)  Στα σημεία Α και Β του διπλανού σχήματος έχουμε τοποθετήσει δύο σημειακά φορτία q₁ και q₂ Στο σχήμα βλέπετε την ένταση του πεδίου στο σημείο Ρ, που οφείλεται στο φορτίο q₂ το μέτρο της οποίας είναι Ε₂=10⁷Ν/C.

i)  Ποιο το πρόσημο ... συνέχεια

Ένταση Ηλεκτρικού πεδίου. Ένα Τεστ.

Στις κορυφές Α και Γ ενός τετραγώνου έχουμε τοποθετήσει δύο σημειακά φορτία κατ’ απόλυτη τιμή ίσα |q₁|=|q₂|=2μC. Στο σχήμα βλέπετε την ένταση του πεδίου στο κέντρο Ο του τετραγώνου, που οφείλεται στο φορτίο q₁ η οποία έχει μέτρο Ε₁=18∙10⁷ Ν/C.

i)   Ποιο είναι το πρόσημο του φορτίου q₁ και πόση είναι η απόσταση (ΑΟ);

ii)  Αν η συνολική ένταση στο σημείο Ο κατευθύνεται προς την κορυφή Γ, να υπολογίστε το μέτρο της ....

συνέχεια..

Θέρμανση ανοικτού μπουκαλιού.

Σε ένα μπουκάλι με ανοικτό στόμιο περιέχεται αέρας σε θερμοκρασία 27°C. Θερμαίνουμε το αέριο μέχρι να ανέβει η θερμοκρασία του στους 127°C.

i)    Η παραπάνω θέρμανση είναι η γνωστή μας ισοβαρής θέρμανση;

ii)  Τι ποσοστό του αρχικού αριθμού μορίων .....

  συνέχεια

Ένταση Ηλεκτρικού πεδίου.

Στο σχήμα έχει σχεδιαστεί η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, στο σημείο Ο, που  οφείλεται στο σημειακό ηλεκτρικό φορτίο q₁ που βρίσκεται στο σημείο Α, η οποία έχει μέτρο Ε=100Ν/C.

i)   Τι πρόσημο έχει το φορτίο  q₁;

ii)  Στο σημείο Β φέρνουμε ένα σημειακό φορτίο q₂=+1μC. Βρείτε το φορτίο που πρέπει να φέρουμε στο σημείο Γ, αν (ΟΒ)=(ΟΓ), ώστε να μη μεταβληθεί η ένταση του πεδίου στην αρχή Ο των αξόνων.

iii)  Τοποθετούμε στο σημείο Δ ένα

συνέχεια...

Μεταβολές αερίων.

Στο παρακάτω σχήμα δίνονται οι μεταβολές μιας ποσότητας ιδανικού αερίου, όπου η ΑΒ πραγματοποιείται υπό σταθερή θερμοκρασία.

Πώς ονομάζονται οι μεταβολές αυτές;
Η ΑΒ είναι μια ισόθερμη εκτόνωση. Γιατί εκτόνωση; Τι σημαίνει η λέξη αυτή;
Εκτόνωση σημαίνει αύξηση του όγκου, με ταυτόχρονη μείωση της πίεσης. Αυτά τα δύο πρέπει να συμβαίνουν μαζί. Διαφορετικά δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ο όρος.
Η μεταβολή ΒΓ, είναι μια ισοβαρής. Τι ισοβαρής; Σύμφωνα με μια διαδεδομένη λογική μπορεί να ονομασθεί ισοβαρής συμπίεση, μιας και ο όγκος μειώνεται. Ναι, αλλά αφού δεν αυξάνεται η πίεση, τότε πώς μπορεί να είναι συν-πίεση; Ο όρος είναι λανθασμένος. Το αέριο ψύχεται υπό σταθερή πίεση και γι’ αυτό μειώνεται ο όγκος του. Ο σωστός λοιπόν όρος που περιγράφει τη μεταβολή είναι: Ισοβαρής ψύξη.
Η μεταβολή ΓΑ; Και εδώ χρησιμοποιείται ο όρος ισόχωρη συμπίεση, όπου και πάλι είναι λανθασμένος. Συμπίεση σημαίνει να μετακινήσουμε ένα έμβολο, μειώνοντας τον όγκο και αυξάνοντας την πίεση. Εδώ έχουμε ένα δοχείο με σταθερό όγκο που απλά θερμαίνεται. Η μεταβολή πρέπει να αποκαλείται: Ισόχωρη θέρμανση.


Εφαρμογή:
Ένα αέριο εκτελεί την κυκλική μεταβολή ...
Συνέχεια ....

Απόδοση θερμικής μηχανής.

Ιδανικό μονοατομικό αέριο εκτελεί τις παρακάτω  μεταβολές: ΑΒ τυχαία γραμμική εκτόνωση  με εξίσωση Ρ=4Ρο-(Ρο/Vo)∙V από το σημείο Α(3Po,Vo) στο σημείο Β(Ρο,3Vo), BΓ ισοβαρής ψύξη μέχρι τον αρχικό όγκο Vo και τέλος ΓΑ ισόχωρη θέρμανση. 

           Συνέχεια.... 

Ένας απολογισμός και μια πορεία.

Κατ’ αρχήν καλή σχολική χρονιά σε όλους. Να είμαστε καλά και με κέφι να παλέψουμε για μια ακόμη φορά. Και ότι πετύχουμε….

Συμπληρώνονται σχεδόν δύο χρόνια από τη στιγμή που δημιούργησα την Ιστοσελίδα «Εκπαιδευτικό Υλικό Φυσικής-Χημείας Λυκείου» και ταυτόχρονα άρχισα να γράφω κάποιες ασκήσεις στο blogspot. Δημοσίευσα κάποιο υλικό που είχα, ενώ οι Ασκήσεις απευθυνόταν στους μαθητές που αναζητούσαν κάποια βοήθεια. Έτσι ξεκίνησε η ιστορία…

Δεν πίστευα και δεν περίμενα ότι πολλοί συνάδελφοι θα ενδιαφερόντουσαν και θα παρακολουθούσαν την προσπάθεια αυτή. Πολύ δε περισσότερο, δεν περίμενα μια μεγάλη προσφορά θεμάτων προς δημοσίευση απόσυναδέλφους, αλλά και την ανάπτυξη ενός ζωντανού διαλόγου μεταξύ συναδέλφων, πάνω στα θέματα που έβγαιναν κάθε τόσο μέσω του Blog, κυρίως της Γ΄ Λυκείου.

Αν κάποιος παρακολουθούσε τις αναρτήσεις μετά τα Χριστούγεννα, θα διαπίστωσε ότι πάνω από το 80% αφορούσαν υλικό, προσφορά κάποιου συνάδελφου. Ο οποίος μου έστελνε την άσκηση και εγώ την δημοσίευα. Έτσι στην πράξη το υλικό δεν ήταν πλέον του Μάργαρη, αλλά μιας μεγάλης ομάδας συναδέλφων.

Ο διάλογος ήταν ανοικτός και ελεύθερα κάποιος μπορούσε να κρίνει και να σχολιάζει, ακόμη και ανώνυμα τα πράγματα, με τεχνικούς όμως τρόπους καθόλου εύκολους, μέσω των σχολίων.

Η στάση των περισσοτέρων συναδέλφων που συμμετείχαν στο διάλογο, ήταν έντιμη και υπεύθυνη, χωρίς να απουσιάζουν όμως και περιπτώσεις που αν μη τι άλλο πρόσβαλλαν τον συνομιλητή…

Και τώρα τι κάνουμε; Πώς συνεχίζουμε; Πώς εκμεταλλευόμαστε τις νέες δυνατότητες που μας προσφέρει η εξέλιξη της τεχνολογίας; Πώς λαμβάνουμε υπόψη τη διαμορφωμένη κατάσταση και πώς διορθώνουμε τα πράγματα, ώστε να ελαχιστοποιηθούν τα αρνητικά φαινόμενα που παρουσιάστηκαν, ενώ αντίθετα να προωθηθούν ιδέες και να αναδειχθούν νέες προοπτικές;

Μετά από έντονο προβληματισμό, κατέληξα ότι τη νέα χρονιά θα έπρεπε να κινηθούμε στοχεύοντας στα εξής:

1) Να ανοίξουμε το σύστημα, ώστε να περάσουμε πραγματικά, από ένα Blog του Μάργαρη, σε ένα κοινωνικό δίκτυο συνεργαζομένων Καθηγητών, που γράφουν ισότιμα, ανταλλάσσουν υλικό και ιδέες, αντιπαρατίθενται αν χρειαστεί, υπεύθυνα και ελεύθερα, έχοντας και την ευθύνη των λεγομένων τους.

2) Να βελτιωθεί ο τρόπος σχολιασμού των πραγμάτων, αφού μέσω των σχολίων τα πράγματα δεν ήταν καθόλου εύκολα, αφού κάποιος δε μπορούσε να γράψει ούτε μια εξίσωση, πολύ δε περισσότερο, να απαντήσει αναλυτικά, δίνοντας την δική του εκδοχή ενός φαινομένου.

3) Να αποκλεισθεί, στο μέτρο του δυνατού, η δυνατότητα καθενός κακοήθους, ο οποίος κρυπτόμενος πίσω από την ανωνυμία, μπορούσε να υποβαθμίζει το διάλογο και να προβοκάρει…

Έτσι δημιούργησα το δίκτυο «Υλικό Φυσικής-Χημείας», στο οποίο θα μεταφέρω την αρχική Ιστοσελίδα αφενός και αφετέρου συνέδεσα με επτά (7) νέα blogs στο Blogspot, ένα ανά μάθημα και τάξη, ενώ το 7^ο θα περιέχει θέματα μόνο για καθηγητές, αφού η εμπειρία έδειξε ότι εκεί υπάρχει έντονο ενδιαφέρον από συναδέλφους και καλό θα ήταν τα θέματα αυτά να μην τα έβλεπαν μαθητές, μαζί με τα θέματα που απευθυνόταν στους ίδιους.

Στο εξής λοιπόν σταματούν να ενημερώνονται τα υπάρχοντα blogs (για όσο χρόνο χρειαστεί θα υπάρχουν διπλοεγγραφές) και το νέο υλικό θα αναρτάται εκεί. Εκεί, αλλά και πρώτα όμως, στο Ιστολόγιο του δικτύου, όπου θα είναι ευκολότερος ο σχολιασμός των συναδέλφων.

Καλείται κάθε συνάδελφος ο οποίος θεωρεί ότι μπορεί να συμβάλει στην προσπάθεια αυτή, να γραφτεί σαν μέλος του δικτύου και όλοι μαζί να δημιουργήσουμε μια συλλογή θεμάτων, χρήσιμη για κάθε διδάσκοντα, αλλά και για κάθε μαθητή. Καλούνται ιδιαίτερα οι συνάδελφοι Χημικοί να στηρίξουν την προσπάθεια, αφού νομίζω ότι εκεί υπάρχει μικρότερη προσφορά.

Θα αποστείλω προσωπική πρόσκληση για εγγραφή, μόνο στους συναδέλφους οι οποίοι τις προηγούμενες χρονιές μου είχαν αποστείλει υλικό για δημοσίευση, αλλά το δίκτυο είναι ανοικτό για όλους, είτε θέλουν να γράψουν κάτι δικό τους, είτε απλά να σχολιάσουν ή να θέσουν κάποιο ερώτημα.

Υπάρχει βέβαια και η δυνατότητα κάποιος να παρακολουθεί μόνο κάποιο blog και να σχολιάσει σε αυτό κάποιο θέμα, όμως ο σχολιασμός θα είναι και εκεί επώνυμος, αφού δεν δίνεται πλέον η δυνατότητα ανώνυμου σχολιασμού.

Σας περιμένω λοιπόν στη διεύθυνση «Υλικό Φυσικής-Χημείας» συνεχίζοντας την προσπάθεια από εκεί..