Ενδεικτικές απαντήσεις και από γραπτά μαθητών

Θέμα Α

Α1 - \(γ\)

Α2 - \(β\)

Α3 - \(δ\)

Α4 - \(γ\)

Α5: \(Σ - Σ - Λ - Λ - Λ\)

Θέμα Β

B1-\((ii)-2-7\)

σχήμα

\[ΣF = 0 \Rightarrow F_Α = F_B \Rightarrow B_Α \cdot I \cdot l = B_B \cdot I \cdot l\] \[k_μ \cdot \frac{2 \cdot I_A}{r_A} = k_μ \cdot \frac{2 \cdot I_Γ}{r_Γ} \Rightarrow \frac{I_Α}{r_A} = \frac{3 \cdot I_A}{r_Α+d}\] \[3 \cdot r_Α = r_Α + d \Rightarrow r_Α = \frac{d}{2} \Rightarrow r_Γ = \frac{3 \cdot d}{2}\]

άρα σωστό το ii)

B2-\((iii)-2-6\)

σχήμα

\[Σ \vecτ_{(N)} = 0 \Rightarrow M \cdot g \cdot \frac{L}{4} = m \cdot g \cdot x\] \[Δx = υ \cdot Δt \Rightarrow \frac{L}{2} + x = υ \cdot t \Rightarrow x = υ \cdot t - \frac{L}{2}\] \[M \cdot g \cdot \frac{L}{4} = m \cdot g \cdot (υ \cdot t - \frac{L}{2}) \Rightarrow t = \frac{5 \cdot L}{8 \cdot υ}\]

άρα σωστό το iii)

B3-\((i)-2-6\)

σχήμα

\[h_1 = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2_1 \Rightarrow t_1 = \sqrt{\frac{2 \cdot h_1}{g}}\] \[x_1 = υ_ο \cdot t_1 \Rightarrow x_1 = υ_ο \cdot \sqrt{\frac{2 \cdot h_1}{g}}\] \[Bernoulli \quad (1 \rightarrow 2)\] \[P_1 + \frac{1}{2} \cdot ρ \cdot υ^2 + ρ \cdot g \cdot h = P_2 + \frac{1}{2} \cdot ρ \cdot υ^2_o + ρ \cdot g \cdot h_1\] \[υ_ο = \sqrt{2 \cdot g (H - h_1)}\] \[x_1 = 2 \sqrt{h_1 \cdot (H-h_1)} \quad ομοίως \quad x_2 = 2 \sqrt{h_2 \cdot (H-h_2)}\] \[x_1 = x_2 \Rightarrow (h_2 - h_1) \cdot (h_2 + h_1 -H) =0 \Rightarrow h_2 + h_1 = H\]

άρα σωστό το \(i\)

Θέμα Γ

σχήμα

Γ1-\((5)\)

\[Ε_{επ} = \frac{ΔΦ}{Δt} = \frac{B \cdot ΔS}{Δt} = \frac{B \cdot l \cdot Δx}{Δt} = B \cdot l \cdot υ\] \[Ε_{επ}^{(ο)} = Β \cdot υ_ο \cdot l \Rightarrow E_{επ} = 24 V\] \[I_o = \frac{E_{επ}}{R_{ολ}} = \frac{B \cdot l \cdot υ_ο}{R_1 + R_2} = 3 A\] \[F_L = B \cdot I \cdot l \Rightarrow F_L = 6N\] \[α = \frac{ΣF}{m} = \frac{m \cdot g - F_L}{m} = -20 \frac{m}{s^2}\]

Γ2-\((5)\)

\[α = 0 \Rightarrow ΣF = 0 \Rightarrow F_L = m \cdot g\] \[B \cdot I_{επ} \cdot l = m\cdot g \Rightarrow I_{επ} = \frac{m \cdot g}{B \cdot l} = 1A\] \[E_{επ} = Ι_{επ} \cdot (R_1 +R_2) = 8 V\] \[υ_{ορ} = \frac{E_{επ}}{Β \cdot l} \Rightarrow υ_{ορ} = 4 \frac{m}{s}\]

Γ3-\((8)\)

\[0 - t_1 : \quad q = \frac{ΔΦ}{R_{ολ}} \Rightarrow q = \frac{B \cdot l \cdot h}{R_1 + R_2}\] \[h = \frac{q \cdot (R_1 + R_2)}{B \cdot l} \Rightarrow h = 1.6 m\] \[Θ.Μ.Κ.Ε. \quad (0 \rightarrow h) \quad ΔΚ = ΣW \Rightarrow K_{τελ} - Κ_{αρχ} = W_B + W_{F_L}\] \[\frac{1}{2} \cdot m \cdot υ^2_{ορ} - \frac{1}{2} \cdot m \cdot υ^2_{ο} = m \cdot g \cdot h + W_{F_L} \Rightarrow W_{F_L} = -16J\] \[Q_1 + Q_2 = 16J\] \[Q_1 = \sum I^2_{επ} \cdot R_1 \cdot Δt\] \[Q_2 = \sum I^2_{επ} \cdot R_2 \cdot Δt\] \[\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{R_1}{R_2} = \frac{1}{4}\] \[Q_1 = 4J, \quad Q_2 = 12J\]

Γ4-\((7)\)

\[h_1 = υ_{ορ} \cdot Δt + \frac{1}{2} \cdot g \cdot Δt^2 \Rightarrow 0.45 = 4 \cdot Δt + 5 \cdot Δt^2\]

και απορρίπτοντας την αρνητική ρίζα έχουμε \(Δt = 0.1s\)

\[υ = υ_{ορ} + g \cdot Δt \Rightarrow υ = 5 \frac{m}{s}\] \[\frac{dK}{dt} = \frac{dW}{dt} = \frac{ΣF \cdot dx}{dt} = ΣF \cdot υ\] \[\frac{dK}{dt} = 10 \frac{J}{s}\]

Θέμα Δ

σχήμα

Δ1-\((4)\)

\[Τ_1 = 2 \cdot π \cdot \sqrt{\frac{m_1}{k_1}} = \frac{π}{2} s\] \[Τ_2 = 2 \cdot π \cdot \sqrt{\frac{m_2}{k_2}} = \frac{4π}{8} s\]

Δ2-\((5)\)

\[ω_1 = \sqrt{\frac{k_1}{m_1}} = 4 \frac{rad}{s}\] \[ω_2 = \sqrt{\frac{k_2}{m_2}} = 5 \frac{rad}{s}\] \[x_1 = A \cdot ημ(ωt + φ_ο) \Rightarrow -0.6 = 0.6 \cdot ημ(4t + φ_ο)\] \[φ_ο = \frac{3 \cdot π}{2} rad\] \[x_1 = 0.6 \cdot ημ(4t + \frac{3 \cdot π}{2}) \quad S.I.\] \[υ_1 = 2,4 \cdot συν(4t + \frac{3 \cdot π}{2}) \quad S.I.\]

ομοίως

\[x_2 = 0.6 + 0.2 \cdot \sqrt3 \cdot ημ(5t + \frac{π}{2}) \quad S.I.\] \[υ_2 = \sqrt3 συν(5t + \frac{π}{2}) \quad S.I.\]

Δ3-\((6)\)

\[x_1 = \frac{d}{2} = 0.3 m\] \[0.3 = 0.6 \cdot ημ(4t + \frac{3 \cdot π}{2}) \Rightarrow t = \frac{π}{6} s\] \[x_2 = \frac{d}{2} = 0.3 m\] \[0.3 = 0.6 + 0.2 \sqrt3 \cdot ημ(5t + \frac{π}{2}) \Rightarrow t = \frac{π}{6} s\]

άρα συγκρούονται στο μέσον αφού για \(t = \frac{π}{6} s \Rightarrow x_1 = x_2 = 0.3 m\)

Δ4-\((7)\)

\[t = \frac{π}{6} s\] \[υ_1 = 2,4 \cdot συν(\frac{4 \cdot π}{6} + \frac{3 \cdot π}{2}) = 1.2 \sqrt3 \frac{m}{s}\] \[υ_2 = \sqrt3 συν(\frac{5 \cdot π}{6} + \frac{π}{2}) = -0.5 \sqrt3 \frac{m}{s}\] \[υ'_1 = \frac{2 \cdot m_2}{m_1+m_2} \cdot υ_2 + \frac{m_1-m_2}{m_1+m_2} \cdot υ_1 = -1.2 \sqrt3 \frac{m}{s}\] \[υ'_2 = \frac{2 \cdot m1}{m_1+m_2} \cdot υ_1 + \frac{m_2-m_1}{m_1+m_2} \cdot υ_2 = 0.5 \sqrt3 \frac{m}{s}\]

Δ5-\((3)\)

\[E_{ταλ} = Κ_1 + U_1 \Rightarrow \frac{1}{2} \cdot k_1 \cdot A^2_1 = \frac{1}{2} \cdot m_1 \cdot υ^2_1 + \frac{1}{2} \cdot k_1 \cdot x^2_1\]

και μετά τις πράξεις \(A_1 = 0.6m\)

\[E_{ταλ} = Κ_2 + U_2 \Rightarrow \frac{1}{2} \cdot k_1 \cdot A^2_2 = \frac{1}{2} \cdot m_2 \cdot υ^2_2 + \frac{1}{2} \cdot k_2 \cdot x^2_2\]

και μετά τις πράξεις \(A_2 = 0.2 \sqrt3 m\)

την χρονική στιγμή \(t_o = 0.6s, \quad x_1 = 0.3m, \quad υ_1<0\)

\[x_1 = 0.6 \cdot ημ(4(t-0.6) + \frac{5 \cdot π}{6}) \quad S.I.\] \[x_2 = 0.2 \cdot \sqrt3 \cdot ημ(5(t-0.6) + \frac{5π}{6}) \quad S.I.\]

Για \(x_1 = 0.3m \Rightarrow t = 0.6 + \frac{π}{3}s\)

και για \(x_2 = 0.3m \Rightarrow t = 0.6 + \frac{π}{3}s\)

άρα συγκρούονται στο μέσον.

Μπορείτε να εκτυπώσετε τις λύσεις σε μορφή pdf από εδώ και τα θέματα από εδώ



blog comments powered by Disqus

Published

26 August 2020

Category

Άσκηση

Tags