1

Επανάληψη – ασκήσεις Φυσική Γ΄ κεφ. 1 Ενέργεια

Υπενθύμιση του 1ου και 2ου νόμου του Νεύτωνα 1ος Νόμος : Ένα σώμα στο οποίο δεν ασκείται καμιά δύναμη ή η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται πάνω του είναι μηδέν, διατηρεί την κατάσταση ακινησίας του ή ευθύγραμμης ομαλής κίνησης του. (Παραμένει ακίνητο, αν ήταν αρχικά ακίνητο, ή συνεχίζει την ομαλή ευθύγραμμη κίνηση αν εκινείτο). 2ος Νόμος : Η επιτάχυνση που αποκτά ένα σώμα στο οποίο ασκείται μη μηδενική συνισταμένη δύναμη είναι ανάλογη της δύναμης και αντιστρόφως ανάλογη της μάζας

του. 𝜶 = 𝜮𝑭

𝒎

ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Να γνωρίζετε ότι η ενέργεια είναι ένα φυσικό μέγεθος και να μπορείτε να αναφέρετε παραδείγματα μορφών ενέργειας π.χ. (αιολική, υδροηλεκτρική, κινητική, θερμική, χημική, ηλιακή ενέργεια).

Να γνωρίζετε ότι η ενέργεια συνδέεται με τις κινήσεις /ή και τις αλληλεπιδράσεις σωμάτων.

Να ορίζετε την κινητική ενέργεια ενός σώματος. Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που έχει

ένα σώμα που κινείται και δίνεται από τη σχέση: 𝜠𝜿𝜾𝝂 = 𝟏

𝟐 𝒎 𝝊𝟐 η κινητική ενέργεια

ενός σώματος μεταβάλλεται όταν αλλάζει η ταχύτητα του. ( γενικά η κινητική ενέργεια εξαρτάται από τη μάζα και την ταχύτητα )

Όταν μια δύναμη δρα σ΄ ένα σώμα έχει σαν αποτέλεσμα την αλλαγή της κινητικής ενέργειας του σώματος.

Να ορίζετε το έργο σταθερής δύναμης που ασκείται σε ένα σώμα και έχει την ίδια διεύθυνση με την μετατόπιση του σώματος. 𝑾𝑭 = 𝑭 ∙ 𝜟𝒙 ( Όταν η δύναμη έχει την ίδια φορά με την μετατόπιση το έργο είναι θετικό και λέμε ότι η δύναμη παράγει έργο, ενώ όταν η δύναμη έχει αντίθετη φορά με τη μετατόπιση το έργο είναι αρνητικό και λέμε ότι η δύναμη καταναλώνει έργο).

Η μεταβολή στην κινητική ενέργεια ενός σώματος ισούται με το έργο της συνισταμένης δύναμης που ασκείται στο σώμα. Η πρόταση αυτή είναι γνωστή σαν “Θεώρημα έργου – κινητικής ενέργειας). 𝜟𝜠𝜿𝜾𝝂 = 𝑾𝝄𝝀

Η βαρυτική δυναμική ενέργεια συστήματος σώματος – Γης, είναι η ενέργεια που έχει ένα σώμα που βρίσκεται σε κάποιο ύψος από κάποιο οριζόντιο επίπεδο που ορίζουμε σαν επίπεδο μηδενικής βαρυτικής ενέργειας. U = mgh

Όταν ένα σώμα ανυψώνεται/πέφτει, η βαρυτική δυναμική ενέργεια του συστήματος σώματος – Γης αυξάνεται/ελαττώνεται αντίστοιχα. Όταν το σώμα κινείται στο ίδιο υψόμετρο, το σύστημα σώματος – Γης έχει σταθερή βαρυτική δυναμική ενέργεια.

Όλες οι μορφές ενέργειας ανάγονται στις θεμελιώδεις μορφές ενέργειας στο μικρόκοσμο (κινητική και δυναμική ενέργεια).

2

Ασκήσεις:

1. Σώμα μάζας m=5kg είναι ακίνητο σε οριζόντιο επίπεδο.

Στο σώμα αρχίζει να ασκείται κάποια στιγμή σταθερή οριζόντια

δύναμη F=60N. Η δύναμη της τριβής μεταξύ σώματος και επιπέδου

είναι Τ=40Ν και το σώμα μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση της

δύναμης F.

(α) Να σχεδιάσετε και να ονομάσετε όλες τις δυνάμεις που

ασκούνται στο σώμα.

(β) Όταν η μετατόπιση του σώματος είναι Δx=20 m, να υπολογίσετε:

(i) Το έργο της κάθε δύναμης στο σώμα.

............................................................................................................................. .............

..................................................................................................................... .....................................

………………………………………………………………………………..………………………………….……………………….………. (ii) Το συνολικό έργο.

............................................................................................................................. ..........................

(iii) Την μεταβολή της κινητικής ενέργειας του σώματος.

............................................................................................................................. ..........................

(iv) Την τελική κινητική ενέργεια του σώματος.

............................................................................................................................. ..........................

(v) Την ταχύτητα που θα αναπτύξει το σώμα.

............................................................................................................................. ..........................

........................................................................................................ ...............................................

2. Στο διπλανό σχήμα φαίνεται μια μπάλα βάρους 20 Ν, η οποία αφήνεται από τη θέση 1, η οποία

βρίσκεται σε ύψος h1= 80m από την επιφάνεια του εδάφους. Στο σχήμα φαίνεται ακόμα η θέση

2 της μπάλας, που είναι σε ύψος h2= 20 m από την επιφάνεια του εδάφους.

(i) Τι μορφή ενέργειας έχει η μπάλα στη θέση 1;

…………………………………………………………………………………………………….…

(ii) Να υπολογίσετε την ενέργεια που έχει η μπάλα στη θέση 1.

............................................................................................................................. .........................

......................................................................................................................................................

(iii) Πόση δυναμική ενέργεια θα έχει η μπάλα, όταν φτάσει στο έδαφος; Να δικαιολογήσετε την

απάντησή σας.

............................................................................................................................. .........................

Δx

F

1

h1=80 m

2 h2=20 m

3

Επανάληψη – ασκήσεις φυσική Γ΄ κεφ. 2 Στατικός Ηλεκτρισμός

Να γνωρίζετε και να μπορείτε να περιγράφετε δραστηριότητες στις οποίες ασκούνται δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωμάτων. (Ελκτικές και απωστικές δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωμάτων). Οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις είναι δυνάμεις από απόσταση.

Να κατανοείτε και να περιγράφετε την έλξη και την άπωση μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωμάτων χρησιμοποιώντας την έννοια του ηλεκτρικού φορτίου.

Να γνωρίζετε ότι η ύλη αποτελείται από άτομα ή μόρια (δομικοί λίθοι) ένα σώμα αποτελείται από άτομα ή μόρια ίδιου ή διαφορετικού τύπου (δομή της ύλης)

Δομή ατόμου - Το άτομο αποτελείται από: (α) τον πυρήνα που περιέχει τα πρωτόνια και τα νετρόνια (β) το νέφος των ηλεκτρονίων.

Να γνωρίζετε και περιγράφετε το είδος του ηλεκτρικού φορτίου που έχουν τα σωματίδια που αποτελούν τα άτομα. Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα σωματίδια. Τα νετρόνια είναι ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια. Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια. Το ηλεκτρόνιο έχει ίσο και αντίθετο φορτίο από το πρωτόνιο.

Να γνωρίζετε ότι το ηλεκτρικό φορτίο είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του φορτίου του ηλεκτρονίου.

Να εξηγείτε πότε ένα άτομο είναι ηλεκτρικά

ουδέτερο και πότε ηλεκτρικά φορτισμένο.

Όταν ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο

είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων, τότε το

άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Όταν ο αριθμός

των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο είναι

διαφορετικός από τον αριθμό των πρωτονίων,

τότε το άτομο είναι ηλεκτρικά φορτισμένο και

ονομάζεται ιόν.

Να εξηγείτε τον τρόπο ηλεκτρικής φόρτισης ατόμου και να γνωρίζετε ότι μόνο

ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν προς ή από ένα άτομο. Ένα άτομο

φορτίζεται θετικά αν χάσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια και φορτίζεται

αρνητικά αν πάρει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια.

ΠΥΡΗΝΑΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ ΠΡΩΤΟΝΙΟ ΝΕΤΡΟΝΙΟ

αρ. αρ. αρ. αρ. αρ. αρ.

Ουδέτερο θετικό Ιον αρνητικό Ιον

άτομο (Κατιόν) (Ανιόν)

4

Έλξη και άπωση μεταξύ φορτισμένων σωμάτων (μεταξύ ετερόσημων φορτισμένων σωμάτων

ασκούνται ελκτικές δυνάμεις και μεταξύ ομόσημων φορτισμένων σωμάτων ασκούνται

απωστικές δυνάμεις).

Να εξηγείτε σε μικροσκοπικό επίπεδο, τη φόρτιση ενός σώματος με τριβή.

Κατά την τριβή δύο σωμάτων, μεταφέρονται ηλεκτρικά φορτία από το ένα

σώμα στο άλλο σώμα.

Με την τριβή δεν παράγονται ηλεκτρικά φορτία, αλλά μετακινούνται

ηλεκτρικά φορτία (Αρχή διατήρησης ηλεκτρικού φορτίου).

Να εξηγείτε, σε μικροσκοπικό επίπεδο, τη φόρτιση ενός σώματος με επαφή.

Όταν ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σώμα έρθει σε επαφή με ένα ηλεκτρικά ουδέτερο σώμα,

μεταφέρονται ηλεκτρόνια προς το αρχικά ουδέτερο σώμα από το ηλεκτρικά φορτισμένο σώμα

ή αντίστροφα ανάλογα με το φορτίο του φορτισμένου σώματος.

………………………………………………………………

………………………………………………………………

……………………………………………………………...

………………………………………………………………

……………………………………………................

……………………………………………………………

…………………………………………………………………

……………………………………………………………

Να αναφέρετε πειράματα από τα οποία να διαπιστώνετε ότι φορτισμένα σωματίδια μπορούν

να κινούνται σε ορισμένα υλικά και να περιγράφετε τις ιδιότητες αγωγών και μονωτών. (Να

ορίζετε τους αγωγούς και τους μονωτές), και να αναφέρετε παραδείγματα αγωγών και

μονωτών.

Να περιγράφετε και να εξηγείτε πρακτικές εφαρμογές του στατικού ηλεκτρισμού στην

καθημερινή ζωή, όπως: Τρόπος λειτουργίας των ηλεκτροστατικών φίλτρων, ηλεκτροστατικός

ψεκαστήρας χρωμάτων, τρόπος μεταφοράς υγρών καυσίμων, ατμοσφαιρικός ηλεκτρισμός

(δημιουργία κεραυνού), χρήση αλεξικέραυνου.

Να γνωρίζετε ότι η δύναμη μεταξύ δύο σημειακών ηλεκτρικών φορτίων καθορίζεται από τον

νόμο του Coulomb και να εξηγείτε την εξάρτηση της δύναμης από την απόσταση μεταξύ δύο

σημειακών ηλεκτρικών φορτίων (όχι ποσοτικές εφαρμογές).

Να γνωρίζετε επίσης ότι η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου είναι το Coulomb (C).

5

Επανάληψη - ασκήσεις φυσική Γ΄ Γυμνασίου κεφ. 3 Δυναμικός Ηλεκτρισμός

Να μπορείτε να εξηγείτε σε μικροσκοπικό επίπεδο την αιτία της αγωγιμότητας των υλικών. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των υλικών οφείλεται στην ύπαρξη ελεύθερων φορτίων. (ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα και ιόντα στα διαλύματα)

Να διατυπώνετε τον ορισμό του ηλεκτρικού ρεύματος και να καθορίζετε τη φορά του. Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η προσανατολισμένη κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων. Η συμβατική φορά του ρεύματος είναι αντίθετη με τη φορά κίνησης ηλεκτρονίων αγωγιμότητας

Να ορίζετε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος και να γνωρίζετε τη μονάδα μέτρησης του. Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος σε ρευματοφόρο αγωγό ορίζεται ως η ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου που διέρχεται από την διατομή ενός αγωγού ανά μονάδα χρόνου. Ι = Q/t Μονάδα μέτρησης έντασης ρεύματος A (Ampere).

Να γνωρίζετε τι είναι ηλεκτρικό κύκλωμα, να διακρίνετε πότε είναι ανοικτό ή κλειστό και να περιγράφετε τις συνήθεις συνιστώσες του (αγωγοί, μπαταρίες, λαμπτήρες, διακόπτης).

Να μπορείτε να μεταφράζετε το συμβολικό διάγραμμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Να αναγνωρίζετε τις συνιστώσες από διάγραμμα ηλεκτρικού κυκλώματος. Να μπορείτε επίσης να σχεδιάζετε το διάγραμμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος χρησιμοποιώντας κατάλληλα σύμβολα και να κατασκευάζετε ηλεκτρικό κύκλωμα όταν σας δίνετε το αντίστοιχο διάγραμμα.

Να γνωρίζετε το όργανο μέτρησης της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος και να το συνδέετε σωστά σε κύκλωμα. Όργανο μέτρησης ρεύματος – Αμπερόμετρο σύνδεση σε σειρά)

Να περιγράφετε τον ρόλο μιας μπαταρίας (τάσης) σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Η μπαταρία είναι η αιτία προσανατολισμένης κίνησης φορτίων σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα (η μπαταρία λειτουργεί σαν μια «αντλία», δηλαδή ασκεί ηλεκτρική δύναμη, «σπρώχνει» τα ηλεκτρόνια προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, μεταφέροντας σε αυτά ηλεκτρική ενέργεια).

Συσχετισμός των μερών και των λειτουργιών του υδραυλικού μοντέλου με τα μέρη ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Υπόδειξη των δυνατοτήτων και των αδυναμιών του μοντέλου στη μελέτη ενός ηλεκτρικού κυκλώματος.

Να ονομάζετε το όργανο μέτρησης της τάσης και τις μονάδες μέτρησής της. Το όργανο

μέτρησης της τάσης είναι το βολτόμετρο. Η μονάδα μέτρησης της τάσης είναι το V (Volt).

Να γνωρίζετε πώς συνδέεται το βολτόμετρο σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Το βολτόμετρο συνδέεται παράλληλα με τη συσκευή της οποίας θέλουμε να μετρήσουμε την τάση στα άκρα της.

Να γνωρίζετε το πολύμετρο και να μπορείτε να το χρησιμοποιείτε για την μέτρηση της τάσης και της έντασης ρεύματος. (Επιλογή κατάλληλης κλίμακας, τρόπος σύνδεσης ακροδεκτών στο πολύμετρο)

Να αναγνωρίζετε πότε δύο ή περισσότερες μπαταρίες είναι συνδεδεμένες σε σειρά ή παράλληλα. Σύνδεση μπαταριών σε σειρά: Όταν ο θετικός πόλος της κάθε μπαταρίας είναι συνδεδεμένος με τον αρνητικό πόλο της επόμενης μπαταρίας. Όταν συνδέσουμε μπαταρίες σε σειρά παίρνουμε μεγαλύτερη τάση. Απλή αναφορά σε παράλληλη σύνδεση όμοιων μπαταριών.

6

Να ορίζετε την αντίσταση αγωγού και να αναφέρετε τη μονάδα μέτρησής της. Ορισμός αντίστασης αγωγού: R = V/I. Μονάδα μέτρησης αντίστασης το Ohm (Ω).

Σχέση τάσης και έντασης ρεύματος σε κύκλωμα. Νόμος του Ohm: Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό είναι ανάλογη της τάσης

που εφαρμόζεται στα άκρα του. 𝐈 = 𝟏

𝐑 V

Να επαληθεύετε πειραματικά τον νόμο του Ohm (κατασκευή γραφικής παράστασης των μετρήσεων έντασης ρεύματος – τάσης 𝐈 = 𝐟(𝐕).

κλίση = 𝛥𝐼

𝛥𝑉 =

1

𝑅

⇒ 𝑅 = 1

𝜅𝜆ί𝜎𝜂

Να εφαρμόζετε το Νόμο του Ohm σε απλά προβλήματα. ( 𝐈 = 𝐕

𝐑 , V = I ∙ R , 𝐑 =

𝐕

𝐈 )

Να εξηγείτε την προέλευση της αντίστασης αγωγού με βάση ένα μοντέλο σχετιζόμενο με τον μικρόκοσμο.

Να αναγνωρίζετε πότε οι αντιστάσεις είναι συνδεδεμένες σε σειρά και πότε παράλληλα

Μετρήσεις της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος σε διαφορετικά σημεία ενός κυκλώματος με αντιστάσεις σε σειρά και παράλληλα (σε ξεχωριστά κυκλώματα). Σε κύκλωμα με συνδεσμολογία αντιστάσεων σε σειρά, η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει την κάθε αντίσταση είναι ίδια, ενώ σε παράλληλη συνδεσμολογία αντιστάσεων, το άθροισμα της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει τον κάθε κλάδο ισούται με το ρεύμα που διαρρέει την μπαταρία.

Μετρήσεις της τάσης στα άκρα αντιστάσεων που είναι συνδεδεμένες σε σειρά και παράλληλα. Τάση σε κυκλώματα σύνδεσης σε σειρά: το άθροισμα των τάσεων στα άκρα κάθε αντίστασης ισούται με την τάση στα άκρα της μπαταρίας. Τάση σε κυκλώματα παράλληλης σύνδεσης: η τάση στα άκρα του κάθε κλάδου είναι ίδια και ισούται με την τάση στα άκρα της μπαταρίας.

Να αναγνωρίζετε τις συνθήκες που οδηγούν σε βραχυκύκλωμα (στα δυο είδη συνδεσμολογίας αντιστάσεων).

Να εξηγείτε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της σύνδεσης σε σειρά και της παράλληλης σύνδεσης ηλεκτρικών συνιστωσών και να αναφέρετε παραδείγματα.

V

I R

V (v)

I (A)

ΔV

ΔΙ

7

Ασκήσεις:

1. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται ένα τμήμα μεταλλικού αγωγού σε πολύ μεγάλη μεγέθυνση.

α) Να ονομάσετε τα δύο είδη σφαιρών που απεικονίζονται στο σχήμα.

Ι ........................................................

II ………………………………......................

β) Να εξηγήσετε τι παριστάνουν τα βελάκια στις μικρές σφαίρες;

............................................................................................................................. ........................................

γ) Να σχεδιάσετε κατάλληλα βελάκια στο σχήμα όταν ο αγωγός συνδεθεί με μπαταρία όπως φαίνεται

στο παρακάτω σχήμα και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

.............................................................................

.............................................................................

.........................................................................

............................................................................

2. α) Να σχεδιάσετε το διάγραμμα του κυκλώματος που απεικονίζεται πιο κάτω χρησιμοποιώντας τα

κατάλληλα σύμβολα για την μπαταρία, τον λαμπτήρα και τον διακόπτη (ο διακόπτης να είναι

κλειστός).

β) Να εξηγήσετε πως θα μετρήσετε την ένταση του ρεύματος στο παραπάνω κύκλωμα και την τάση

στα άκρα του λαμπτήρα (να ονομάσετε τα όργανα που θα χρησιμοποιήσετε).

............................................................................................................................. ...........................................

........................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. ..................................

γ) Να ξανασχεδιάσετε το κύκλωμα και να συνδέσετε

κατάλληλα τα όργανα που θα χρησιμοποιήσετε στο

προηγούμενο ερώτημα.

8

3. Ένα ταυτοκινητάκι διαθέτει ηλεκτρικό κινητήρα που για να

λειτουργήσει κανονικά χρειάζεται τάση 6 V. Αν έχετε στη διάθεσή σας

μπαταρίες των 1,5 V, να εξηγήσετε

α) Πόσες μπαταρίες θα χρειαστείτε;

..................................................................................

………………………………………………………………………………

β) Πώς θα τις συνδέσετε μεταξύ τους για να λειτουργήσει ο ηλεκτρικός κινητήρας κανονικά;

............................................................................................................................. ...........................................

.....................……………………....................................................................................................................... ......

4. α) Να ορίζετε την αντίσταση αγωγού και να αναφέρετε τη μονάδα μέτρησής της.

............................................................................................................................. ...........................................

.....................…………………….............................................................................................................................

β) Ομάδα μαθητών αφού κατασκεύασαν το

κατάλληλο κύκλωμα, πήραν μετρήσεις και χάραξαν

τη γραφική παράσταση που φαίνεται στο διπλανό

σχήμα. Να μελετήσετε τη γραφική παράσταση και

να απαντήσετε τις ερωτήσεις που ακολουθούν.

Ι. Να σχεδιάσετε το κύκλωμα που χρησιμοποίησαν.

ΙΙ. Να εξηγήσετε τι άλλαζαν και τι μετρούσαν κάθε φορά.

........................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. ...........................................

............................................................................................................................................... .........................

ΙΙΙ. Να εξηγήσετε τι κατάφεραν να αποδείξουν όσον αφορά τη σχέση ανάμεσα στην ένταση του ρεύματος και την τάση. Ποιος νόμος περιγράφει τη σχέση αυτή;

............................................................................................................................. ...........................................

........................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. ...........................................

9

5. Να μελετήσετε το κύκλωμα στο διπλανό σχήμα και να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. α) Ποιον ή ποιους διακόπτες πρέπει να κλείσουμε για να ανάψει μόνο

ο λαμπτήρας 1;

.................................................................................................................

Ι. Ποιον ή ποιους διακόπτες πρέπει να κλείσουμε για να ανάψει

μόνο ο λαμπτήρας 2;

..................................................................................................................

ΙΙ. Ποιον ή ποιους διακόπτες πρέπει να κλείσουμε για να ανάψουν και οι δύο λαμπτήρες;

............................................................................................................. .....

ΙΙΙ. Αν όλοι οι διακόπτες είναι κλειστοί και ανοίξουμε τον Α, τι θα γίνει;

...................................................................................................................

β) Αν οι λαμπτήρες στα παρακάτω κυκλώματα είναι πανομοιότυποι, να συμπληρώσετε κατάλληλα τις

ενδείξεις των βολτομέτρων:

γ) Αν οι λαμπτήρες στα παρακάτω κυκλώματα είναι πανομοιότυποι, να συμπληρώσετε κατάλληλα τις

ενδείξεις των αμπερομέτρων:

V2 V1

V

Α

Α

Α

Β

Α

Γ

Α

Δ

……

.. ……

..

……

..

0,4 A

V2

V1

V

2

1

Γ

Β

Α

3 v

........

........

........

6 v

........

10

Ακολουθούν Περισσότερες Ασκήσεις:

ΕΡΓΟ - ΕΝΕΡΓΕΙΑ

1. Το σώμα Σ μάζας m = 0,4 kg δέχεται τις

δυνάμεις F = 10 N προς τα δεξιά, την τριβή

T = 2 N, την κάθετη δύναμη FN και το βάρος

B και μετατοπίζεται από τη θέση 1 στη θέση

2 κατά Δx = 4 m.

i. Να σχεδιάσετε όλες τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω στο σώμα.

ii. Να υπολογίσετε το έργο κάθε δύναμης.

............................................................................................................................. ............................

........................................................................................................................................ .................

.................................................................................................................. .......................................

............................................................................................................................. ............................

iii. Ποιες από τις πιο πάνω δυνάμεις παράγουν έργο και ποιες καταναλώνουν έργο.

.........................................................................................................................................................

......................................................................................................... ................................................

iv. Να υπολογίσετε το συνολικό έργο των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα.

............................................................................................................................. ............................

.........................................................................................................................................................

v. Να διατυπώσετε το θεώρημα Έργου - Κινητικής Ενέργειας.

............................................................................................................................. .............................

..........................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .............................

vi. Αν το σώμα ήταν αρχικά ακίνητο, να υπολογίσετε την ταχύτητα του σώματος στη θέση 2.

Δx

Σ

θέση 1 θέση 2

Σ

11

............................................................................................................................. .............................

.......................................................................................................................................... ................

................................................................................................................... ......................................

2. α) Σώμα μάζας m =10 kg κινείται με ταχύτητα υ = 2 m/s. Να υπολογίσετε την κινητική του

ενέργεια.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

β) Να υπολογίσετε την βαρυτική δυναμική ενέργεια μιας μπάλας βάρους Β = 20 Ν που βρίσκεται

στην ταράτσα μιας πολυκατοικίας ύψους h = 10 m. Να θεωρήσετε ως επίπεδο αναφοράς το

έδαφος.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……..

3. Κιβώτιο κινείται πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο κατά Δx = 2 m, με την επίδραση οριζόντιας

δύναμης F = 100 Ν.

α) Να σχεδιάσετε στο σχήμα τις υπόλοιπες δυνάμεις που ασκούνται πάνω στο κιβώτιο.

β) Να υπολογίσετε το έργο της δύναμης F (WF = ; )

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

γ) Να υπολογίσετε το έργο του βάρους (WΒ = ; ) και το έργο της κάθετης αντίδρασης (WΝ = ; ).

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Δx

F

12

δ) Να υπολογίσετε το συνολικό έργο (Wολικό = ;) των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα. Να

εξηγήσετε.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ε) Πόση είναι η μεταβολή της κινητικής ενέργειας του κιβωτίου; Να εξηγήσετε την απάντησή σας.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Να κυκλώσετε τη σωστή απάντηση. Κατά την πτώση ενός σώματος το έργο του βάρους (WB)

είναι:

(i) Θετικό

(ii) Αρνητικό

(iii) Μηδέν

(iv) Ίσο με το βάρος του σώματος

5. Στα πιο κάτω σχήματα φαίνονται διάφορα σώμα που κινούνται με την επίδραση δύναμης F.

Να γράψετε αν το έργο είναι παραγόμενο ή καταναλισκόμενο ή μηδέν.

α) β) γ)

6. Ένα αρχικά ακίνητο σώμα μάζας m = 2 kg , αρχίζει να μετακινείται οριζόντια προς τα δεξιά

πάνω σε ένα μη λείο οριζόντιο τραπέζι κατά ΔΧ = 10 m. Στο σώμα ασκείται η δύναμη του

βάρους Β = 20 Ν, η δύναμη από το χέρι με μέτρο F = 14 Ν, η κάθετη δύναμη από την

επιφάνεια του τραπεζιού Ν = 20 Ν και η δύναμη της τριβής με μέτρο Τ = 4 Ν .

ΔΧ

F

ΔΧ F

ΔΧ F

13

α) Να υπολογίσετε το έργο της κάθε δύναμης που ασκείται στο σώμα.

............................................................................................................................. .............................

...................................................................................................... ....................................................

β) Να υπολογίσετε το συνολικό έργο των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα. Να εξηγήσετε.

............................................................................................................................. .............................

...................................................................................................... ....................................................

γ) Να υπολογίσετε τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας του σώματος. Να δικαιολογήσετε την

απάντησή σας.

..........................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .............................

δ) Να υπολογίσετε την τελική ταχύτητα του σώματος. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

............................................................................................................................. .............................

..........................................................................................................................................................

14

ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ

1. Μια θετικά φορτισμένη ράβδος έρχεται σε επαφή με την κρεμασμένη σφαίρα της εικόνας. α) Τι είδους φορτίο θα αποκτήσει η σφαίρα; Μο

β) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

2. Τρίβετε με ένα μάλλινο ύφασμα την μια άκρη ενός πλαστικού

χάρακα.

Ο χάρακας, κατά την τριβή του με το ύφασμα φορτίζεται αρνητικά.

Να εξηγήσετε πώς συμβαίνει αυτό.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

3. Μια φορτισμένη ράβδος με ηλεκτρικό φορτίο + 12 μC ακουμπά σε μια αφόρτιστη σφαίρα. Αν

μετά την επαφή η σφαίρα αποκτά φορτίο +3 μC, να εξηγήσετε πόσο είναι το ηλεκτρικό φορτίο

της ράβδου.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………..............................................

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Τρίψαμε μια γυάλινη ράβδο σε μεταξωτό ύφασμα και η ράβδος φορτίστηκε

θετικά. Αρχικά και τα δύο σώματα δεν ήταν φορτισμένα.

α) Να γράψετε ποιο είδος φορτίου απέκτησε το μεταξωτό ύφασμα.

……………………………………………………………………………

β) Να εξηγήσετε με ποιον τρόπο φορτίστηκαν τα δύο αντικείμενα.

+- +-

+- +-

+-

+-

+ + + + -+ -+

15

…………………………………………………………………………………………………………………...............................

................................................................................................ .....................................................

5. Να κυκλώσετε τη σωστή απάντηση.

Η φράση «το ηλεκτρικό φορτίο είναι κβαντισμένο» σημαίνει ότι :

α) το ηλεκτρικό φορτίο μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή.

β) υπάρχει μια μέγιστη τιμή ηλεκτρικού φορτίου στη φύση.

γ) το ηλεκτρικό φορτίο είναι ακέραιο πολλαπλάσιο μιας ελάχιστης ποσότητας ηλεκτρικού

φορτίου.

6. Να κυκλώσετε τη σωστή απάντηση.

Λέγοντας ότι ένα σώμα είναι θετικά φορτισμένο, εννοούμε ότι:

α) έχει μόνο θετικά φορτία.

β) έχει περισσότερα θετικά παρά αρνητικά φορτία.

γ) δεν έχει καθόλου αρνητικά φορτία

δ) δεν έχει καθόλου ηλεκτρόνια.

7. Να κυκλώσετε τη σωστή απάντηση :

α) Το ηλεκτρικό φορτίο μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή.

β) Υπάρχει μια μέγιστη τιμή ηλεκτρικού φορτίου στη φύση.

γ) Το ηλεκτρικό φορτίο είναι ακέραιο πολλαπλάσιο μιας ελάχιστης ποσότητας ηλεκτρικού

φορτίου.

8. Να κυκλώσετε τη σωστή απάντηση.

Η φόρτιση των σωμάτων μπορεί να γίνει :

α) με μεταφορά ηλεκτρονίων

β) με μεταφορά πρωτονίων

γ) και με τους δύο παραπάνω τρόπους

δ) Τίποτα από όλα αυτά

16

9. α) Η τιμή της δύναμης ανάμεσα σε δύο ετερόσημα ηλεκτρικά φορτία Q1 και Q2 είναι

F = 120 N.

β) Να χρησιμοποιήσετε κλίμακα όπου το 1 cm να αντιστοιχεί σε 10 N , για να σχεδιάσετε με

ακρίβεια τις δυνάμεις των ηλεκτρικών φορτίων με τη βοήθεια ενός χάρακα (πάνω στο

σχήμα).

γ) Αν η απόσταση μεταξύ των φορτίων υπο-διπλασιαστεί, πόση θα γίνει η δύναμη ανάμεσα στα

δύο φορτία; Να εξηγήσετε.

............................................................................................................................. ........................

.....................................................................................................................................................

........................................................................................................................................... ..........

δ) Αν το ηλεκτρικό φορτίο Q1 υπο-διπλασιαστεί, το Q2 4-πλασιαστεί ενώ η απόσταση μεταξύ

τους μείνει η ίδια, πόση θα γίνει η δύναμη ανάμεσα στα δύο φορτία; Να εξηγήσετε.

..................................................................................................... ................................................

............................................................................................................................. ........................

.....................................................................................................................................................

10. Αν το σώμα Β στο σχήμα έχει αρνητικό φορτίο, τι

είδους φορτίο έχουν τα σώματα Α και Γ ;

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

............................................................................................................................. .............................

..........................................................................................................................................................

r

Q 1 Q

2

17

4. Στο εργαστήριο της Φυσικής έγινε το πιο κάτω πείραμα. Να απαντήσετε τις ερωτήσεις που

ακολουθούν.

α) Τρίβετε με ένα μάλλινο ύφασμα την μια άκρη ενός πλαστικού

χάρακα.

Ο χάρακας, κατά την τριβή του με το ύφασμα φορτίζεται αρνητικά

Να εξηγήσετε πώς συμβαίνει αυτό.

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

β) Πάνω σε ένα ηλεκτροσκόπιο ισορροπείτε μια μεταλλική

ράβδο, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Στη συνέχεια

ακουμπάτε το μέρος του χάρακα που τρίψατε στο ένα άκρο

της μεταλλικής ράβδου. Τι παρατηρείτε; Πώς το

ερμηνεύετε;

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..

γ) Ποιο ήταν το συμπέρασμα που βγάλατε;

……………..........................………………………………………………………………………………………………………

………….…………………………………………………………………………………………………………………………………

δ) Ακολούθως απομακρύνετε τη μεταλλική ράβδο από το

ηλεκτροσκόπιο και στη θέση της ισορροπείτε ένα πλαστικό

καλαμάκι. Ακουμπείστε τον φορτισμένο χάρακα στο καλαμάκι.

Τι παρατηρείτε; Ποιο είναι το συμπέρασμά σας; Να

δικαιολογήσετε

την απάντησή σας.

…………………………………………….…………….......................……………………………………………………………

………………………………………………………………...……………………..….….…………..…………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

- - - -

- -