> Φυσική Β΄ Γυμνασίου >> Αρχική σελίδα Ε Ε Ν Ν Ε Ε Ρ Ρ Γ Γ Ε Ε Ι Ι Α Α Ε Ε Ε ρ ρ ρ ω ω ωτ τ τ ή ή ή σ σ σ ε ε ε ι ι ι ς ς ς − − − Α Α Α σ σ σ κ κ κ ή ή ή σ σ σ ε ε ε ι ι ι ς ς ς μ μ μ ε ε ε α α α π π π α α α ν ν ν τ τ τ ή ή ή σ σ σ ε ε ε ι ι ι ς ς ς (σελ. 1) Ε Ε Ε ρ ρ ρ ω ω ωτ τ τ ή ή ή σ σ σ ε ε ε ι ι ι ς ς ς − − − Α Α Α σ σ σ κ κ κ ή ή ή σ σ σ ε ε ε ι ι ι ς ς ς χ χ χ ω ω ωρ ρ ρ ί ί ί ς ς ς α α α π π π α α α ν ν ν τ τ τ ή ή ή σ σ σ ε ε ε ι ι ι ς ς ς (σελ. 4) ΙΑΒΑΣΕ ΑΥΤΟ, ΠΡΙΝ ΞΕΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ Οι ερωτήσεις και οι ασκήσεις επανάληψης τής Φυσικής Β΄ Γυμνασίου αποσκοπούν να βοηθήσουν το μαθητή να επαναλάβει τα σημαντικά στοιχεία τής διδακτέας ύλης. Συμπεριλαμβάνουν μια αφαιρετική επιλογή ερωτήσεων και ασκήσεων τού σχολικού βιβλίου, συμπληρωμένων με επιπλέον ερωτήσεις και ασκήσεις. Η σειρά παρουσίασης τους δεν είναι τυχαία, αλλά προσεγμένη ώστε να αποκαλύπτει το βασικό σκελετό κάθε κεφαλαίου και να υποβοηθά στην κατανόηση τής ύλης. Σε γαλάζιο φόντο ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ (2013−2014) Σε μαύρο φόντο ΘΕΜΑΤΑ ΕΚΤΟΣ ΔΙΔΑΚΤΕΑΣ ΥΛΗΣ (2013-2014) που μπορεί να συμπληρώσουν τη διδασκαλία ή τη μελέτη Όπου υπάρχει αυτό το εικονίδιο, κάνε κλικ για να δεις σχετική βιντεο-προσομοίωση ενός φαινομένου.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Οι ερωτήσεις και οι ασκήσεις επανάληψης τής Φυσικής Β΄ Γυμνασίου αποσκοπούν να βοηθήσουν το μαθητή να επαναλάβει τα σημαντικά στοιχεία τής διδακτέας ύλης.
Συμπεριλαμβάνουν μια αφαιρετική επιλογή ερωτήσεων και ασκήσεων τού σχολικού βιβλίου, συμπληρωμένων με επιπλέον ερωτήσεις και ασκήσεις.
Η σειρά παρουσίασης τους δεν είναι τυχαία, αλλά προσεγμένη ώστε να αποκαλύπτει το βασικό σκελετό κάθε κεφαλαίου και να υποβοηθά στην κατανόηση τής ύλης.
Σε γαλάζιο φόντο ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ (2013−2014)
Σε μαύρο φόντο ΘΕΜΑΤΑ ΕΚΤΟΣ ΔΙΔΑΚΤΕΑΣ ΥΛΗΣ (2013-2014) που μπορεί να συμπληρώσουν τη διδασκαλία ή τη μελέτη
Όπου υπάρχει αυτό το εικονίδιο, κάνε κλικ για να δεις σχετική βιντεο-προσομοίωση ενός φαινομένου.
Ένα παιδί έχει ύψος 1,60 m και ανυψώνει ένα βιβλίο, με βάρος 20 Ν, από το πάτωμα σε ένα ράφι, το οποίο βρίσκεται 2 m ψηλότερα από το πάτωμα.
Να υπολογίσετε τη βαρυτική δυναμική ενέργεια τού βιβλίου
Α) σε σχέση με το πάτωμα
Το ράφι, όπου ακουμπά το βιβλίο, βρίσκεται 2 m ψηλότερα από το πάτωμα. Άρα, η βαρυτική δυναμική ενέργεια τού βιβλίου σε σχέση με το πάτωμα είναι:
Εδυν = Β h = 20 N ∙ 2 m = 40 J
Β) σε σχέση με το κεφάλι τού παιδιού
Το ράφι βρίσκεται (2 − 1,6) m = 0,4 m ψηλότερα από το κεφάλι τού παιδιού. Άρα, η βαρυτική δυναμική ενέργεια τού βιβλίου σε σχέση με το κεφάλι είναι:
Εδυν = Β h = 20 N ∙ 0,4 m = 8 J
5.10 [Συμπλήρωση κειμένου] Ένα σώμα κατέχει κινητική ενέργεια όταν κινείται, είτε αλληλεπιδρά βαρυτικά με τη Γη είτε όχι (δηλ. βρίσκεται πολύ μακριά της).
Ένα σώμα κατέχει βαρυτική δυναμική ενέργεια, όταν βρίσκεται σε κάποια απόσταση από τη Γη, είτε κινείται είτε όχι.
Ένα σώμα κατέχει και τις δύο μορφές ενέργειας, όταν κινείται σε κάποιο ύψος.
Το άθροισμα τής κινητικής και της δυναμικής ενέργειας το λέμε μηχανική ενέργεια.
Αν σε ένα σώμα εκτελεί έργο μόνο το βάρος του ή δεν εκτελεί έργο καμία δύναμη, τότε η μηχανική του ενέργεια διατηρείται σταθερή.
Το παραπάνω συμπέρασμα για τη μηχανική ενέργεια είναι γνωστό ως αρχή διατήρησης τής μηχανικής ενέργειας.
Η διατήρηση τής μηχανικής ενέργειας συμβαίνει διότι, με το έργο τού βάρους,
η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια κατά την πτώση των σωμάτων, ενώ
η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε βαρυτική δυναμική ενέργεια κατά την ανύψωση των σωμάτων.
5.11 Μια πέτρα έχει μάζα m = 0,1 kg και, κοντά στη Γη, βάρος Β = 1 N. Πετάμε ψηλά την πέτρα και, όταν βρίσκεται σε ύψος h = 3 m, έχει ταχύτητα v = 10 m/s.
Nα λογαριάσετε τη μηχανική ενέργεια τής πέτρας.
Η μηχανική ενέργεια ενός σώματος είναι το άθροισμα τής κινητικής και της δυναμικής του ενέργειας. Γράφουμε: Εμηχ = Εκιν + Εδυν
Εκιν =2m v
2=
2 m
s0,1 kg (10 )
2=
0,1 100
2J =
102
J = 5 J
Εδυν = Β h = 1 N ∙ 3 m = 3 J
Άρα, Εμηχ = 5 J + 3 J = 8 J
(δηλαδή, στη διπλάσια ταχύτητα αντιστοιχεί τετραπλάσια κινητική ενέργεια)
5.12 Μια πέτρα, με μάζα 1 kg έχει, κοντά στη Γη, βάρος 10 Ν. Αν η αντίσταση τού αέρα είναι ασήμαντη, να υπολογίσετε με τι ταχύτητα θα φθάσει στη Γη,
αν την αφήσουμε να πέσει από ύψος 3,2 m.
Αν κρατάμε την πέτρα σε ύψος 3,2 m πάνω από το έδαφος, στη θέση αυτή η πέτρα κατέχει βαρυτική δυναμική ενέργεια, που −σε σχέση με το έδαφος− είναι
Εδυν = Β h = 10 N ∙ 3,2 m = 32 J
Η πέτρα, πριν την αφήσουμε, είναι ακίνητη, άρα δεν έχει κινητική ενέργεια. Στην ανυψωμένη θέση της, λοιπόν, η πέτρα έχει μηχανική ενέργεια
Εμηχ = Εκιν + Εδυν = 0 J + 32 J = 32 J
Aν αφήσουμε την πέτρα να πέσει και θεωρήσουμε ότι η αντίσταση τού αέρα είναι ασήμαντη σε σχέση με το βάρος της, τότε σε όλη τη διαδρομή της μέχρι
το έδαφος, η πέτρα δέχεται μόνο τη δύναμη τού βάρους της. Συνεπώς, για την πέτρα ισχύει η αρχή διατήρησης τής μηχανικής ενέργειας, που σημαίνει
ότι διατηρεί σταθερή μηχανική ενέργεια σε όλη την πτώση της. Στην αρχική θέση τής διαδρομής η μηχανική ενέργεια είναι μόνο βαρυτική δυναμική ενέργεια,
στις ενδιάμεσες θέσεις είναι και βαρυτική δυναμική και κινητική ενέργεια, ενώ στην κατώτερη θέση, η μηχανική ενέργεια έχει γίνει όλη κινητική ενέργεια.
Επομένως, φθάνοντας στο έδαφος η πέτρα έχει την ίδια μηχανική ενέργεια με την οποία ξεκίνησε, δηλαδή 50 J, η οποία είναι όλη κινητική ενέργεια.
Δηλαδή, στην κατώτερη θέση Εμηχ = Εκιν = 32 J.
Μας ζητείται λοιπόν να υπολογίσουμε την ταχύτητα που αντιστοιχεί σ΄ αυτήν την κινητική ενέργεια.
Είναι Eκιν = 2m v
2 και αν λύσουμε ως προς την ταχύτητα: 2 Εκιν = m v2 ή v2 = κιν2 E
m
και τελικά v = κιν2 E
m=
2 32 J
1 kg= 64 m
s= 8 m
s
5.13 Να διατυπώσετε την αρχή διατήρησης τής ενέργειας και την αρχή διατήρησης τής μηχανικής ενέργειας.
Η ενέργεια δε δημιουργείται από το μηδέν ούτε καταστρέφεται. Απλώς μεταφέρεται ή μετατρέπεται σε άλλες μορφές.
Κάθε σώμα, λοιπόν, κατέχει διάφορες μορφές ενέργειας, αλλά η συνολική ενέργεια (κάθε μορφής) που υπάρχει σε όλο το σύμπαν, διατηρείται σταθερή
από τη δημιουργία του. Το συμπέρασμα αυτό είναι γνωστό ως αρχή διατήρησης τής ενέργειας.
Το άθροισμα τής βαρυτικής δυναμικής και της κινητικής ενέργειας ενός σώματος το λέμε μηχανική ενέργεια και διατηρείται σταθερό, όταν στο σώμα εκτελεί
έργο μόνο το βάρος του ή δεν εκτελεί έργο καμία δύναμη. Το συμπέρασμα αυτό είναι γνωστό ως αρχή διατήρησης τής μηχανικής ενέργειας.
5.14 [Άσκηση 12, σελ.113 σχολικού βιβλίου]
Ένα αυτοκίνητο, μάζας 900 kg, κινείται με ταχύτητα 20 m/s. Ξαφνικά, ο οδηγός πατάει φρένο και το αυτοκίνητο ολισθαίνει.
Μεταξύ των τροχών του και του οδοστρώματος αναπτύσσεται δύναμη τριβής 9.000 Ν.
Α) Να υπολογίσετε την κινητική ενέργεια τού αυτοκινήτου πριν το φρενάρισμα.
Η κινητική ενέργεια τού αυτοκινήτου πριν το φρενάρισμα είναι: Eκιν = 2m v
2=
2 m
s (900 kg) (20 )
2=
900 4002
J = 180.000 J
Β) Να εξηγήσετε σε ποια μορφή ενέργειας μετατρέπεται τελικά η κινητική ενέργεια τού αυτοκινήτου και ποια είναι η δύναμη που, με το έργο της,
προκαλεί αυτή την ενεργειακή μετατροπή.
Η δύναμη τής τριβής εμποδίζει την ολίσθηση τού αυτοκινήτου και προκαλεί το φρενάρισμά του.
Το έργο τής τριβής είναι αρνητικό, διότι δρα αντίθετα στη μετατόπιση και προκαλεί απώλεια στην κινητική ενέργεια τού αυτοκινήτου.
Όταν το αυτοκίνητο ακινητοποιείται, η θερμοκρασία των ελαστικών, του οδοστρώματος, ακόμα και του αέρα, έχουν αυξηθεί.
Άρα, η κινητική ενέργεια τού αυτοκινήτου, με το αρνητικό έργο τής τριβής, μετασχηματίζεται σε θερμική ενέργεια τού αυτοκινήτου και του περιβάλλοντος.
Θερμική ενέργεια ενός σώματος λέμε τη συνολική κινητική ενέργεια που έχουν τα μικροσωματίδιά του (άτομα, μόρια κλπ), εξαιτίας των μικροκινήσεων
που κάνουν στο εσωτερικό τού σώματος. Η ενέργεια αυτή σχετίζεται με τη θερμοκρασία κάθε σώματος. Έτσι, όταν η θερμοκρασία ενός σώματος αυξάνεται,
σημαίνει ότι έχει αυξηθεί η θερμική του ενέργεια (όπως συμβαίνει κατά το φρενάρισμα).
Γ) Να υπολογίσετε πόσο θα ολισθήσει το αυτοκίνητο, μέχρι τελικά να σταματήσει.
Πριν το φρενάρισμα το αυτοκίνητο έχει κινητική ενέργεια 180.000 J και, όταν ακινητοποιείται, η ενέργεια αυτή μηδενίζεται (γίνεται θερμική ενέργεια, όπως είπαμε).
Kατά το φρενάρισμα, λοιπόν, η μεταβολή τής κινητικής ενέργειας τού αυτοκινήτου είναι