ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥθΥΝΣΗΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΔIΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΟ 2° ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΘΕΜΑ 1Σε καθεμία από τις ερωτήσεις 1-4 να σημειώσετε τη σωστή απάντηση.1. Τι από τα παρακάτω μεταφέρεται κατά τη διάδοση ενός κύματος; α) Ύλη και μάζα.β) Μάζα και ορμή.γ) Ενέργεια και ύλη.δ) Ενέργεια και ορμή.

2. Το άκρο Α ενός γραμμικού ελαστικού μέσου αρχίζει να ταλαντώνεται τη χρονική στιγμή t = 0. Στο μέσο αρχίζει να διαδίδεται κύμα. Εάν με Τ συμβολίσουμε την περίοδο του κύματος, τότε το στιγμιότυπο που βλέπετε αντιστοιχεί στη χρονική στιγμή:

α) Τ/2 β) 3Τ/2 γ) 5Τ/2 δ) 3Τ

3. Οι δύο όμοιοι, ως προς τις διαστάσεις, παλμοί του σχήματος διαδίδονται

στο γραμμικό ελαστικό μέσο. Τα βέλη δείχνουν την κατεύθυνση διάδοσης τους. Ποιο από τα παρακάτω σχήματα πιστεύετε ότι παριστάνει το αποτέλεσμα της συμβολής τους, καθώς αυτοί περνούν ο ένας μέσα από τον άλλον;

(α) (β) (γ) (δ)

4. . Δύο εγκάρσια κύματα Α και Β διαδίδονται στο ίδιο ελαστικό μέσο. Το κύμα Α έχει διπλάσια συχνότητα από το Β, ενώ το πλάτος του Β είναι διπλάσιο από του Α. Τότε:α) Η ταχύτητα διάδοσης του Α είναι διπλάσια της αντίστοιχης ταχύτητας του Β.β) Η μέγιστη ταχύτητα των σωματιδίων του μέσου λόγω της διάδοσης του κύματος Α είναι διπλάσια της μέγιστης ταχύτητας των σωματιδίων λόγω της διάδοσης του Β.γ) Τα μήκη κύματος των δύο κυμάτων είναι ίσα.δ) Η μέγιστη επιτάχυνση των σωματιδίων του μέσου λόγω της διάδοσης του Α είναι διπλάσια της μέγιστης επιτάχυνσης των σωματιδίων λόγω της διάδοσης του Β.

5 Να χαρακτηρίσετε στο τετράδιό σας τις προτάσεις που ακολουθούν με το γράμμα Σ, αν είναι σωστές ή με το γράμμα Λ, αν είναι λανθασμένες.

1

Α. Με τα στάσιμα κύματα μεταφέρεται ενέργεια από το ένα σημείο του μέσου σε άλλο σημείο του ιδίου μέσου. Β.Το αποτέλεσμα της συμβολής δύο όμοιων κυμάτων στην επιφάνεια υγρού είναι ότι όλα τα σημεία της επιφάνειας είτε παραμένουν διαρκώς ακίνητα είτε ταλαντώνονται με μέγιστο πλάτος.Γ. Τα διαμήκη κύματα διαδίδονται μόνο στα στερεά σώματαΔ. Η ταχύτητα με την οποία διαδίδεται ένα κύμα σε ένα μέσον, εξαρτάται μόνο από τις ιδιότητες του μέσου που διαταράσσεται, και όχι από το πόσο ισχυρή είναι η διαταραχήΕ. Σε στάσιμο κύμα τα σημεία του μέσου που ταλαντώνονται, διέρχονται ταυτόχρονα από τη θέση ισορροπίας τους.

Μοναδες 25ΘΕΜΑ 21. Το άκρο Α ενός οριζόντιου σκοινιού αρχίζει τη χρονική στιγμή t = 0 να ταλαντώνεται, χωρίς αρχική φάση (θετική φορά προς τα πάνω). Ποιο από τα δύο διαγράμματα που δίνονται παρακάτω παριστάνει το στιγμιότυπο του κύ-ματος τη χρονική στιγμή t = 2 s και ποιο την απομάκρυνση του άκρου Α σε σχέση με τον χρόνο από τη χρονική στιγμή t = 0 έως τη χρονική στιγμή t = Τ;

Να τεκμηριώσετε την άποψη σας. Μοναδες 8

2. Η εξίσωση ενός στάσιμου κύματος, που έχει σχηματιστεί σ' ένα ελαστικό μέσο, είναι y = 0,02συν10πχ.ημπt, σε μονάδες του συστήματος S.I. Να γίνει η αντιστοίχιση των μεγεθών της στήλης Α με τις τιμές και τις μονάδες της στήλης Β.

Στήλη Α Στήλη Βα) Μέγιστο πλάτος ταλάντωσης 1. 2 cmενός σημείου του μέσου. β) Πλάτος των κυμάτων που 2. 10 cmδημιουργούν το στάσιμο. 3. 1rad/sγ) Μήκος κύματος των κυμάτων που δημιουργούν το στάσιμο. 4. 20 cm, δ) Απόσταση δύο διαδοχικώνδεσμών. 5. π rad/s ε) Γωνιακή συχνότητα ταλάντωσηςενός σημείου του μέσου. 6. 1 cm

Μοναδες 8

3. Κατά μήκος της ευθείας x΄x βρίσκονται στις θέσεις Κ και Λ δύο σημειακές πηγές Π1 και Π2 παραγωγής μηχανικών αρμονικών κυμάτων. Η εξίσωση που περιγράφει τις απομακρύνσεις τους από τη θέση ισορροπίας τους σε

2

συνάρτηση με τον χρόνο είναι y = Aημωt. Η απόσταση ΚΛ είναι 6 cm. Το μήκος κύματος των παραγόμενων κυμάτων είναι 4 cm. Σε σημείο Σ της ευθείας x΄x, το οποίο δεν ανήκει στο ευθύγραμμο τμήμα ΚΛ και δεν βρίσκεται κοντά στις πηγές, το πλάτος ταλάντωσής του Α΄ θα είναι  

α. Α΄= 2Α β. Α΄= 0 γ. 0 < Α΄ < 2Α Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας

Μοναδες 9

ΘΕΜΑ 3

Σε μία χορδή δημιουργείται στάσιμο κύμα, η εξίσωση του οποίου είναι y = 10συν πx/4 ημ20πtΌπου x και y δίνονται σε cm και t σε s. Να βρείτε α. το μέγιστο πλάτος της ταλάντωσης, τη συχνότητα και το μήκος κύματος ( Μονάδες 6 )

β. τις εξισώσεις των δύο κυμάτων που παράγουν το στάσιμο κύμα ( Μονάδες 6 )γ. την ταχύτητα που έχει τη χρονική στιγμή t= 0 ένα σημείο της χορδής το οποίο απέχει από το άκρο της x = 3cm ( Μονάδες 6 )

δ. σε ποιες θέσεις υπάρχουν κοιλίες μεταξύ των σημείων xΑ = 3 cm και xB = 9 cm ( Μονάδες 7 )Δίνονται π = 3,14 και συν3π/4 = - √2/2

ΘΕΜΑ 4Ημιτονοειδές εγκάρσιο κύμα πλάτους διαδίδεται κατά μήκος γραμμικού ομογενούς ελαστικού μέσου κατά τη θετική κατεύθυνση του άξονα Η εξίσωση δονήσεως της πηγής O, που βρίσκεται στην αρχή του άξονα είναι

Στο σχήμα δίνεται η γραφική παράσταση της φάσης του κύματος σε συνάρτηση με την απόσταση x από την πηγή τη χρονική στιγμή t = 2 s.

α. Να βρείτε την περίοδο του κύματος και το μήκος κύματος. β. Πόση είναι η ταχύτητα διάδοσης του κύματος;γ. Να γράψετε την εξίσωση του κύματος.δ. Να βρείτε για τη χρονική στιγμή t = 4 s και για το σημείο Α του ελαστικού μέσου το οποίο απέχει από την πηγή Ο απόσταση x = 1 m,

i) την απομάκρυνσή του από τη θέση ισορροπίας του.ii) την ταχύτητά του.iii) την επιτάχυνσή του.

ε. Να σχεδιάσετε το στιγμιότυπο του κύματος τη χρονική στιγμή t = 2 s.

3