PHYSIC LESSONS: ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ-ΛΑΘΟΥΣ

1) Δύο σώματα με ίσες μάζες έχουν και ίσες ορμές.(Λ)

2) Για να μεταβληθεί η ορμή ενός σώματος απαιτείται να του ασκηθεί δύναμη(Σ)

3) Η μονάδα μέτρησης της ορμής είναι το 1 kg·m/s.(Λ)

4) Ένα σύστημα δύο σωμάτων που κινούνται είναι αδύνατο να έχει μηδενική ορμή.(Σ)

5) Σε ένα σύστημα ανθρώπου-βάρκας,το βάρος του ανθρώπου είναι εσωτερική δύναμη.(Σ)

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗΣ ΚΕΝΟΥ

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

α) Αν οι εξωτερικές δυνάμεις που δρουν σε ένα σύστημα έχουν συνισταμένη μηδέν το σύστημα λέγεται ……………(μονωμένο).

β) Οι εσωτερικές δυνάμεις σε ένα σύστημα σωμάτων εμφανίζονται πάντοτε ως ζεύγη …………..(αντίθετων) δυνάμεων.

γ) Η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα ισούται με το ………… (ρυθμό) μεταβολής της ………. (ορμής) του σώματος.

δ) Η συνολική ορμή ενός απομονωμένου συστήματος σωμάτων ………… ………..(διατηρείται σταθερή).

ε) Σε μια κρούση διατηρείται η ……….(ορμή) του συστήματος των σωμάτων που συγκρούονται.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

Στη φυσική ένα σύστημα θεωρείται μονωμένο,εάν:

α) δεν ασκούνται εξωτερικές δυνάμεις,ή η συνισταμένη τους είναι μηδέν.

β) οι εσωτερικές δυνάμεις εξουδετερώνονται από τις εξωτερικές.

γ) δεν ασκούνται ούτε εξωτερικές ούτε εσωτερικές δυνάμεις.

δ) ασκούνται μόνο βαρυτικές δυνάμεις.

ΕΡΩΤΗΣΗ 2

Συντηρητικές δυνάμεις ονομάζονται οι δυνάμεις.

α) των οποίων το έργο κατά μήκος μιας κλειστής διαδρομής είναι μηδέν.

β) των οποίων το έργο κατά μήκος μιας κλειστής διαδρομής δεν είναι μηδέν.

γ) οι οποίες μετέχουν στις πλαστικές κρούσεις.

δ) των οποίων το έργο εξαρτάται από την τροχιά την οποία διαγράφουν.

ε) κατά την δράση των οποίων δεν διατηρείται η μηχανική ενέργεια.

ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

Να αντιστοιχίσετε τα παρακάτω μεγέθη με τις αντίστοιχες μονάδες τους στο S.I.

1. Ενέργεια	Α. Kg·m/s
2. Δύναμη	Β. Watt
3. Έργο	Γ. Joule
4. Ορμή	Δ. Ν
5. Ισχύς	Ε. Joule

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

1. Ενέργεια Γ.	Α. Kg·m/s
2. Δύναμη Δ.	Β. Watt
3. Έργο Ε.	Γ. Joule
4. Ορμή Α.	Δ. Ν
5. Ισχύς Β.	Ε. Joule

ΕΡΩΤΗΣΗ 2

Από την έκφραση του 2ου νόμου του Newton ΣF=m·a να αποδείξετε την έκφραση:

ΣF= Δp/Δt

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Για την απόδειξη της σχέσης θα χρησιμοποιήσουμε το θεμελιώδη νόμο της Μηχανικής.
Η δύναμης ισούται:

F→ = m·α→

Με την εφαρμογή της δύναμης F έχουμε αύξηση της ταχύτητας του σώματος από υ→_αρχ σε υ→_τελ. Συνεπώς υπάρχει και αύξηση της ορμής του σώματος.

Θα χρησιμοποιήσουμε την σχέση της ευθύγραμμης ομαλής επιταχυνόμενης κίνησης για την επιτάχυνση α.
Ισχύει η σχέση:

α→ = υ→_τελ - υ→_αρχΔt

Αντικαθιστούμε στην πρώτη σχέση την τιμή της επιτάχυνσης από τη δεύτερη σχέση.
Άρα προκύπτει ότι:

F→ = m·υ→_τελ - υ→_αρχΔt ή

F→ = m·υ→_τελ - m·υ→_αρχΔt

Γνωρίζουμε όμως ότι το γινόμενο m·υ→_τελ είναι η τελική ορμή p→_τελ του σώματος και m·υ→_αρχ η αρχική ορμή του p→_αρχ.Έχουμε δηλαδή:

p→_αρχ=m·υ→_αρχ και

p→_τελ=m·υ→_τελ

Συνεπώς έχουμε:

F→ = m·υ→_τελ - m·υ→_αρχΔt

F→ = p→_τελ - p→_αρχΔt

F→= Δp →Δt

Στην περίπτωση που τα διανύσματα p→_αρχ και p→_τελ είναι συγγραμικά,έχουμε:

F=p_τελ-p_αρχΔt

F= Δp Δt

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΧΩΡΙΣ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

1) Πότε λέμε ότι δύο ή περισσότερα σώματα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους; Αναφέρετε δύο παραδείγματα.

2) Διατυπώστε την αρχή διατήρησης της μάζας του Lavoissier.Πότε ισχύει αυτή;

3) Τι ονομάζουμε σύστημα σωμάτων στην Φυσική και σε τι διαφέρει από το αντίστοιχο στην Χημεία;Τι είναι οι εσωτερικές και τι οι εξωτερικές δυνάμεις ενός συστήματος;Αναφέρετε ένα παράδειγμα εξηγώντας τα παραπάνω.

4) Πότε ένα σύστημα στη Φυσική θεωρείται μονωμένο;Υπάρχουν στη φύση μονωμένα συστήματα;

5) Τι ονομάζουμε φαινόμενα κρούσης;Αναφέρετε τρία τέτοια φαινόμενα.Πώς τα μελετάμε;

6) Τι είναι η ορμή και τι οδήγησε στην επινόηση της περί τα τέλη του 17ου αιώνα;Σε τι μετρείται;Σε τι συνίσταται η σημασία της;

7) Πώς συνδέεται η δύναμη πού ασκείται σε ένα σώμα με την μεταβολή της ορμής,την οποία αυτό υφίσταται;Αποδείξτε την σχέση.Τι συμπεραίνουμε από αυτή;

8) Εξηγείστε γιατί η πτώση από ένα ύψος σε μαλακό υλικό (άμμος) είναι ανώδυνη,ενώ η πτώση από το αυτό ύψος σε σκληρό υλικό (τσιμέντο) είναι επώδυνη.

9) Διατυπώστε την αρχή διατήρησης της ορμής.Από ποιο νόμο απορρέει;Αποδείξτε το με ένα παράδειγμα.

10) Ποια κρούση ονομάζεται πλαστική;Δείξτε αν διατηρείται ή όχι κατ’ αυτήν και η κινητική ενέργεια.

11) Εξηγείστε πώς εφαρμόζεται η αρχή διατήρησης της ορμής στην κίνηση των πυραύλων.

ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

Εφαρμόστε το θεώρημα μεταβολής της κινητικής ενέργειας για να υπολογίστε την ταχύτητα με την οποία φτάνει στο έδαφος σώμα μάζας m,πού αφήνετε να πέσει από ύψος h.

ΕΡΩΤΗΣΗ 2

Ένα σώμα μάζας m, είναι ακίνητο πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο.Ασκούμε στο σώμα οριζόντια δύναμη,που η τιμή της μεταβάλλεται σύμφωνα με τη σχέση F=8-x (x σε m,F σε N).
Αν η ταχύτητα του σώματος μετά από μετακίνησή του κατά 10 m είναι υ=2 m/s,να βρείτε τη μάζα m του σώματος.

ΕΡΩΤΗΣΗ 3

Δύο σώματα με ίσες μάζες m1=m2=m κινούνται με ίσες κατά μέτρο ταχύτητες υ1=υ2=υ στην ίδια ευθεία αλλά με αντίθετες φορές.Τα δύο σώματα συγκρούονται πλαστικά και γίνονται ένα σώμα.

Ποιες από τις προτάσεις που ακολουθούν είναι σωστές;
Να δικαιολογήσετε την κάθε απάντησή σας;

α) Η ορμή του συστήματος είναι μηδέν.

β) Μετά την κρούση το συσσωμάτωμα κινείται με ταχύτητα υ.

γ) Η μεταβολή της ορμής του συστήματος είναι μηδέν.

ΕΡΩΤΗΣΗ 4

Άνθρωπος βρίσκεται μέσα σε μια βάρκα μάζας και το σύστημα ανθρώπου-βάρκας είναι μονωμένο.Αν ο άνθρωπος σπρώχνει το κατάρτι της βάρκας τότε η βάρκα:

α) Δεν κινείται.

β) Κινείται προς την κατεύθυνση που σπρώχνει ο άνθρωπος

Με ποιο από τα δύο συμφωνείτε;Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

Να δώσετε την έννοια του συστήματος σωμάτων και να εξηγήσετε τι σημαίνει ο όρος μονωμένο σύστημα.

ΕΡΩΤΗΣΗ 2

Η μονάδα μέτρησης της ορμής στο Διεθνές Σύστημα (S.I.) είναι:

α) 1 kg·m/s²

β) 1 N·s

γ) 1 kg·m/s

δ) 1 N·m/s

ΕΡΩΤΗΣΗ 3

Πάνω στην ακίνητη βάρκα βρίσκεται ένας άνθρωπος,όπως φαίνεται στην εικόνα.

α) Να σχεδιάσετε όλες τις δυνάμεις για το σύστημα βάρκα-άνθρωπος.

β) Ποιες από τις δυνάμεις αυτές,είναι εξωτερικές και ποιες είναι εσωτερικές;

ΕΡΩΤΗΣΗ 4

Ένας μαθητής τραβάει προς το μέρος του το κιβώτιο,με τη βοήθεια ενός σχοινιού.

Να ελέγξετε την ορθότητα των παρακάτω προτάσεων.

α) Η δύναμη F που ασκεί ο μαθητής,είναι εσωτερική δύναμη για το σύστημα μαθητής-κιβώτιο-Γη.

β) Η δύναμη F είναι εξωτερική δύναμη για το σύστημα κιβώτιο-Γη.

γ) Το βάρος του κιβωτίου,είναι εσωτερική δύναμη για το σύστημα μαθητής-κιβώτιο.

δ) Το βάρος του κιβωτίου,είναι εξωτερική δύναμη για το σύστημα μαθητή- κιβώτιο-Γη.

ΕΡΩΤΗΣΗ 5

Ένας ψαράς έχει πιασμένο στην λεπτή πετονιά του, ένα μεγάλο ψάρι,το οποίο έχει πάψει να αντιστέκεται.Αν τραβήξει την πετονιά απότομα, αυτή,μάλλον θα σπάσει,ενώ αν τραβήξει σιγά-σιγά θα αντέξει.
Μπορείτε να εξηγήσετε γιατί;

ΕΡΩΤΗΣΗ 6

Ένας μαθητής πέφτει με άνεση από μία βάρκα στη θάλασσα.Όταν όμως ο ίδιος μαθητής πέφτει στη θάλασσα από μία εξέδρα ύψους αρκετών μέτρων,η πρόσκρουση στο νερό είναι τόσο δυνατή,ώστε το αποτέλεσμα να είναι δυσάρεστο.

Ποια νομίζετε ότι είναι η εξήγηση;

ΕΡΩΤΗΣΗ 7

Κάποιος ισχυρίζεται ότι είναι δυνατόν κάποια στιγμή που η ορμή ενός σώματος είναι μηδέν,ο ρυθμός μεταβολής της να είναι διάφορος του μηδενός.Αν συμφωνείτε να δώσετε ένα παράδειγμα.

ΕΡΩΤΗΣΗ 8

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και γιατί:

α) Ένα σύστημα δύο σωμάτων μπορεί να έχει μηδενική ορμή ακόμη και αν τα σώματα κινούνται.

β) Η έλξη που ασκεί η Γη στη Σελήνη δεν είναι εσωτερική δύναμη του συστήματος,γιατί προκαλεί την περιφορά της Σελήνης γύρω από τη Γη.

γ) Δύο σώματα με διαφορετικές μάζες έχουν πάντα διαφορετικές ορμές.

δ) Δύο ίσες δυνάμεις που ασκούνται σε δύο σώματα με διαφορετικές ορμές,προκαλούν στον ίδιο χρόνο ίσες μεταβολές στην ορμή των σωμάτων.

ΕΡΩΤΗΣΗ 9

Ένας μαθητής ρίχνει κατακόρυφα προς τα πάνω μία μπάλα,η οποία επιστρέφει στο χέρι του με ταχύτητα ίδιου μέτρου.Ο μαθητής θεωρεί,ότι στην περίπτωση αυτή παραβιάζεται ο θεμελιώδης νόμος του Νεύτωνα επειδή θεωρεί τη μεταβολή της ορμής της μπάλας μηδέν.

Ποια είναι η δική σας άποψη;

ΕΡΩΤΗΣΗ10

Ένα σώμα ρίχνεται κατακόρυφα προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα υ0 και κινείται μόνο με την επίδραση του βάρους του.Το σώμα φτάνει στο μέγιστο ύψος σε χρόνο υ0/g.

Ποιο από τα παραπάνω διαγράμματα αντιστοιχεί στη συνάρτηση p=f(t) και ποιο στη Δp/Δt=f(t);

ΕΡΩΤΗΣΗ 11

Στο σύστημα των δύο σωμάτων Σ1 και Σ2,που έχουν ίδια μάζα m,ασκούμε σταθερή οριζόντια δύναμη F και το κινούμε στο λείο οριζόντιο επίπεδο.

Ποια ή ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και γιατί:

α) Το σύστημα Σ1–Σ2 δεν είναι μονωμένο.

β) Ο ρυθμός μεταβολής της ορμής του σώματος Σ1 είναι μικρότερος, από τον αντίστοιχο ρυθμό μεταβολής του σώματος Σ2.

γ) Οι ρυθμοί μεταβολής της ορμής και για τα δύο σώματα είναι ίσοι.

δ) Για τις δυνάμεις που δέχονται τα δύο σώματα ισχύει:F-T=T.

ΕΡΩΤΗΣΗ 12

Ένα σώμα εκτοξεύεται κατακόρυφα προς τα πάνω και όταν φτάνει στο μέγιστο ύψος διασπάται σε δύο κομμάτια m1 και m2.Αν το m1 αμέσως μετά τη διάσπαση έχει οριζόντια ταχύτητα υ1,να βρείτε την κατεύθυνση και την τιμή της ταχύτητας υ2 που έχει το κομμάτι m2 αμέσως μετά τη διάσπαση.
Υποθέτουμε ότι κατά τη διάσπαση ισχύει η αρχή διατήρησης της ορμής.

ΕΡΩΤΗΣΗ 13

Δύο παγοδρόμοι Α και Β έχουν μάζα m και 0,9·m αντίστοιχα και στέκονται ακίνητοι ο ένας απέναντι στον άλλο.Κάποια στιγμή ο πρώτος σπρώχνει το δεύτερο με αποτέλεσμα να κινηθούν απομακρυνόμενοι.

Αν η ορμή που αποκτά ο πρώτος παγοδρόμος είναι p, η ορμή του δεύτερου θα είναι:

α) p

β) 0,9·p

γ) -p

δ) -0,9·p

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

ΕΡΩΤΗΣΗ 14

Υποθέστε ότι ένα ακίνητο βλήμα διασπάται σε δύο κομμάτια m και 2·m.
Ποια ή ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και γιατί:

α) Τα δύο κομμάτια αποκτούν ίσες ορμές.

β) Τα δύο κομμάτια αποκτούν αντίθετες ταχύτητες.

γ) Τα δύο κομμάτια αποκτούν αντίθετες ορμές.

δ) Το κομμάτι μάζας 2·m αποκτά διπλάσια ορμή από την ορμή του κομματιού μάζας m.

ε) Οι ταχύτητες για κάθε κομμάτι είναι αντίθετης κατεύθυνσης και διαφορετικής τιμής.

ΕΡΩΤΗΣΗ 15

Ένα σώμα που έχει ορμή p συγκρούεται πλαστικά με ακίνητο σώμα διπλάσιας μάζας.
Να εξετάσετε ποια ή ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές:

α) Το συσσωμάτωμα αμέσως μετά την κρούση έχει ορμή p.

β) Η ορμή του αρχικά κινούμενου σώματος ελαττώνεται κατά p/2.

γ) Η ορμή του αρχικά ακίνητου σώματος αυξάνει κατά 2·p/3.

ΕΡΩΤΗΣΗ 16

Σε μία μετωπική σύγκρουση δύο αυτοκινήτων,που έχουν μάζες m και M=2·m,δημιουργείται συσσωμάτωμα που παραμένει ακίνητο στο σημείο της σύγκρουσης.
Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και γιατί;

α) Το αυτοκίνητο μάζας Μ είχε διπλάσια ταχύτητα από το αυτοκίνητο μάζας m.

β) Τα αυτοκίνητα πριν τη σύγκρουση είχαν ίσες ορμές.

γ) Η ορμή του συστήματος πριν τη σύγκρουση ήταν ίση με μηδέν.

δ) Τα αυτοκίνητα έχουν αντίθετες μεταβολές στην ορμή τους.

ΕΡΩΤΗΣΗ 17

Μπαλάκι του πινγκ-πονγκ πέφτει κάθετα πάνω σε ακίνητη ρακέτα.Η ταχύτητα πρόσπτωσης έχει μεγαλύτερη τιμή από την ταχύτητα απομάκρυνσης.
Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή και γιατί;

α) Η δύναμη που προκάλεσε την αλλαγή στην ορμή έχει τιμή F=Δp/Δt όπου Δt η χρονική διάρκεια επαφής με την ρακέτα.

β) Η κατεύθυνση της δύναμης που προκάλεσε την αλλαγή της ορμής είναι ίδια με της ταχύτητας πρόσπτωσης.

γ) Η κατεύθυνση της δύναμης που προκάλεσε την αλλαγή της ορμής είναι ίδια με της ταχύτητας απομάκρυνσης.

ΕΡΩΤΗΣΗ 18

Οι αθλητές του καράτε δίνουν απότομα και “κοφτά” κτυπήματα και πετυχαίνουν να σπάσουν στερεά σώματα όπως τούβλα,καδρόνια,κ.τ.λ.
Νομίζετε ότι αυτό σχετίζεται με την σχέση:

F=Δp/Δt;

ΕΡΩΤΗΣΗ 19

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στην έννοια της ορμής και τη διατήρησή της είναι σωστές;

α) Η ορμή δεν είναι διάνυσμα.

β) Η διατήρηση της ορμής ισχύει μόνο στις κρούσεις σωμάτων.

γ) Η διατήρηση της ορμής ισχύει σε κάθε μονωμένο σύστημα σωμάτων.

δ) Η διατήρηση της ορμής ισχύει πάντοτε στις κρούσεις σωμάτων.