Φυσική Ομογενών 2022: Θέματα & Λύσεις

ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1 ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΚΑΙ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΥΠΑΛΛΗΛΩΝ ΠΟΥ ΥΠΗΡΕΤΟΥΝ ΣΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΤΡΙΤΗ 1 3 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 202 2

ΑΡΧΗ 2 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 2 ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ α) Η μονάδα έντασης του μαγνητικού πεδίου στο S . I . είναι το 1 Tesla . β) Σ το χώρο γύρω από κυκλικό ρευματοφόρο αγωγό δημιουργείται ομογενές μαγνητικό πεδίο. γ) Τα διανύσματα της γωνιακής ταχύτητας και της γωνιακής επιτάχυνσης έχουν πάντα την ίδια κατεύθυνση . δ) Σε εξαναγκασμένη ταλ ά ντ ωση με απόσβεση, στην κατάσταση συντονισμού , το μέγιστο πλάτος εξαρτάται από τη σταθερά απόσβεσης b . ε) Με τη βοήθεια του υδραυλικού ανυψωτήρα μπορού με να κερδίσουμε σε δύναμη . Θ ΕΜΑ Β Β 1 . Το πλαίσιο ΑΓΔ έχει σχήμα ορθογ ώ ν ι ου τριγώνου με ορθή γωνία στο Α και πλευρές α, δ, γ, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Το πλαίσιο διαρρέεται από ρεύμα σταθερής έντασης Ι και βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο, έντασης B . Οι δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι παράλληλες στην πλευρά ΑΓ του πλαισίου. Σχήμα 1 Το μέτρο της συνισταμένης δύναμης , που δέχεται το πλαίσιο από το μαγνητικό πεδίο , έχει τιμή i. ΣF = B I γ ii. ΣF = 0 iii. ΣF = B I α ημΔ . α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. Β 2 . Σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση που προκύπτει από τη σύνθεση δύο απλών αρμονικών ταλαντώσεων της ίδιας συχνότητας, οι ο πο ίες πραγματοποιούνται γύρω από το ίδιο σημείο, στην ίδια διεύθυνση, με εξισώσεις: • 1 1 x = A ημω t • 2 2 π x = A ημ(ω t + ) 2 Για τα πλάτη 1 A και 2 A ισχύει 2 1 A A 3 = .

ΑΡΧΗ 3 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 3 ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ Τη χρονική στιγμή T t 12 = , η απομάκρυνση του σώματος είναι ίση με i . 1 Α ii. 1 2 Α iii. 1 5 Α 2 . Δίνεται ότι: π 1 ημ = 6 2 , π 3 συν = 6 2 , π 2π 3 ημ = ημ = 3 3 2 α ) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. Β 3 . Ιδανικό ρευστό κατέρχεται στο εσωτερικό σ ωλήνα μεταβλητής διατομής . Στο Σ χήμα 2 απεικονίζεται τμήμα του σωλή να με το ρευστό να ρέει από τη θέση Γ προς τη θέση Δ, ενώ για τα εμβαδά διατομής στις θέσεις αυτές ι σ χύ ε ι Α 1 = 3 Α 2 . Στ α σημεία Γ και Δ οι πιέσεις είν αι ίσες και το μέτρο της ταχύτητα ς του ρευστού στο σημείο Γ είναι ίσ ο με υ 1 . Σχήμα 2 Αν η υψομετρική διαφορά των σημεί ων Γ και Δ είναι ίση με h και η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι ίση με g , τότε για το h ισχύ ει ότι i . 2 1 υ h = 2 g ii. 2 1 3 υ h = 2g iii. 2 1 4 υ h = g . α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Μ ονάδες 2 β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. ΘΕΜΑ Γ Το σωληνοειδές μήκους ℓ του Σχήματος 3 , που έχει n = 500 σπείρες/ m και ωμική αντίσταση R 1 = 2 Ω , έχει συνδεθεί με θερμική συσκευή Σ ωμικής αντίστασης R Σ , η οποία , όταν στα άκρα της έχει τάση ίση με 10 V , λειτουργεί κανονικά αποδίδοντας θερμική ισχύ 50 W . Στα σημεία Κ, Λ του κυκλώματος έχει συνδεθεί κυκλικός αγωγός ωμικής αντίστασης R 2 = 2 Ω. Ο αγωγός αυτός αποτελείται από Ν = 3 00 σπείρες ίδιας ακτίνας, εμβαδού S = 0,25 m 2 και βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο.

ΑΡΧΗ 4 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 4 ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ Το επίπεδο του αγωγού αυτού είνα ι κάθε το στις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου, οι οποίες έχουν φορά από τη σελίδα προς τον αναγνώστη. Το μέτρο της έντασης του μαγνητικού πεδίου αυξάνεται με σταθερό ρυθμό 2 ΔΒ = 0,16 T / s Δ t . Σχήμα 3 Γ 1 . Να υπολογίσετε την ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΕΔ) από επαγωγή που αναπτύσσεται στον κυκλικό αγωγό . Γ 2 . Να υπολογίσετε τ ην ένταση του ρεύματο ς που διαρρέει το κύκλ ωμα . Γ3. Να υπολογίσετε το μέτρο της έντασης 1 B του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο του σωληνοειδούς. Γ 4 . Να υπολογί σετε τ η ν ισχύ π ου αποδίδει η θερμική συσκευή . Δίνεται η σταθερά του μαγνητικού πεδίου μ 2 -7 Ν Κ = 10 Α . Να μη γίνει αντικατάσταση του π , όπου αυτό εμφανιστεί.

ΑΡΧΗ 5 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 5 ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ Θ ΕΜΑ Δ Άκαμπτη, ομογενής και ισοπαχής ράβδος Α Β, μήκους ℓ = 1,2 m και μάζας Μ ρ = 2 Kg , έχει το άκρο της Α αρθρωμένο και ισορροπεί οριζόντια. Η ράβδος μπορεί να στρέφεται, χωρίς τριβές, σε κατακόρυφο επίπεδο γύρω από ακλόνητο οριζόντιο άξονα που διέρχεται από το άκρο της Α. Στο μέσον Γ της ράβδου ασκείται σταθερή κατακόρυφη δύναμη F με φορά προς τα πάνω, μέτρου F = 80 N . H ράβδος ΑΒ εφάπτεται με το άκρο της Β σε ομογενή τροχαλία, μάζας Μ Τ = 2 Kg και ακτίνας R , που είναι στερεωμένη σε οροφή και που μπορεί να στρέφεται, χωρίς τριβές, γύρω από ακλόνητο οριζόντιο άξονα που διέρχεται από το κέντρο της και είναι κάθετος στο επίπεδό της ( Σχήμα 4 ). Αβαρές και μη εκτατό νήμα είναι τυλιγμένο πολλές φορές στο αυλάκι της τροχαλίας και στο ελεύθερο άκρο του είναι δεμένο σώμα Σ 1 , μικρών διαστάσεων και μάζας m 1 = 1 Kg . Η τροχαλία με την επίδραση της τριβής που δέχεται από τη ράβδο ισορροπεί οριακά. Σχήμα 4 Δ1. Να υ πολογίσ ε τε το μέτρο της κάθετη ς δύναμη ς Ν που ασκεί η τροχαλία σ τ ο άκρο Β της ράβδου . Τη χρονική στιγμή t 0 = 0 , καταργούμε τη δύναμη F , με αποτέλεσμα η ράβδος να στραφεί γύρω από το άκρο της Α και η τροχαλία ν α περιστρ έφεται γύρω από τον άξονά της . Όταν η ράβδος φθάσει στην κατακόρυφη θέση , το άκρο της Β συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο σώμα Σ 2 , μικρών διαστάσεων και μάζας m 2 = 1 Kg . Δ2. Να υπολογίσετε τη γωνιακή ταχύτητα της ράβδου ακριβώς πριν από την κρούση. Δ 3 . Να υπολογίσετε την ταχύτητα του σώματος Σ 2 α μέσως μετά την κ ρού ση.

ΑΡΧΗ 6 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 6 ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ Δ 4 . Να υπολογίσετε το μέτρο της επιτάχυνσης με την οποία κατέρχεται το σ ώμα Σ 1 . Δ ίνονται: • η επιτάχυνση της βαρύτητας g = 10 m/s 2 . • η ροπή αδράνειας ράβδου ως προς άξονα που διέρχεται από το άκρο της Α 2 ( Α) ρ 1 = Μ 3  • η ροπή αδράνειας τροχαλίας ως προς τον άξονα της : 2 cm(T) T 1 = Μ R 2  Να θεωρήσετε ότι: • η κρούσ η είναι ακαριαί α και κατά την πραγματοποίησή τ η ς δεν έχουμε απώλεια μάζας. • η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα για όλα τα σώματα. • το νήμα δεν ολισθαίνει στο αυλάκι της τροχαλίας. • το σχήμα δεν είναι υπό κλίμακα. ΟΔΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζομένους) 1. Στο εξώφυλλο του τετραδίου να γράψετε το εξεταζόμενο μάθημα. Στο εσώφυλλο πάνω - πάνω να συμπληρώσετε τα ατομικά στοιχεία μαθητή. Στην αρχή των απαντήσεών σας να γράψετε πάνω - πάνω την ημερομηνία και το εξεταζόμενο μάθημα. Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο και να μη γράψετε πουθενά στις απαντήσεις σας το όνομά σας. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. Τυχόν σημειώσεις σας πάνω στα θέματα δεν θα βαθμολογηθούν σε καμία περίπτωση . Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα μόνο με μπλε ή μόνο με μαύρο στυλό με μελάνι που δεν σβήνει. Για τα σχήματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και μολύβι. 4. Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 5. Διάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 6. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: 1 7: 00 . ΣΑΣ ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ K ΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ