Φυσική Προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου
ΘΕΜΑ Α
Αν ∑τεξ = 0, τότε dL/dt = 0 και η στροφορμή του συστήματος παραμένει σταθερή.
Όλα τα σημεία ταλαντώνονται με ίδια περίοδο και πλάτος· διαφέρουν μόνο στη φάση και στην απομάκρυνση κάθε χρονική στιγμή.
Οι ενδείξεις τους είναι οι ενεργές τιμές Iεν, Vεν, που αντιστοιχούν στο ισοδύναμο συνεχές ρεύμα ως προς το θερμικό αποτέλεσμα.
Σε ελαστική κρούση ίσων μαζών με αντίθετες ταχύτητες, οι ταχύτητες ανταλλάσσονται, άρα απομακρύνονται με ίσα μέτρα ταχύτητας.
β) Σωστό. Στον συντονισμό το πλάτος της εξαναγκασμένης ταλάντωσης γίνεται μέγιστο.
γ) Λάθος. Στην ελαστική κρούση διατηρείται η μηχανική ενέργεια του συστήματος.
δ) Λάθος. Ο συντελεστής αυτεπαγωγής ιδανικού πηνίου εξαρτάται από γεωμετρικά χαρακτηριστικά και το υλικό, όχι από την ένταση του ρεύματος.
ε) Σωστό. Σύμφωνα με τον de Broglie, λ = h/p, άρα το μήκος κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογο της ορμής.
ΘΕΜΑ Β
Β1. Στάσιμο κύμα σε χορδή με ελεύθερο και στερεωμένο άκρο
n₁ = 2 ⇒ L = 3λ₁/4 (δεσμοί: στο Γ και ένας εσωτερικός).
Όταν υπάρχουν τρεις δεσμοί, έχουμε:
n₂ = 3 ⇒ L = 5λ₂/4 (δεσμοί: στο Γ και δύο εσωτερικοί).
Η συχνότητα του τρόπου είναι f ∝ (2n-1), άρα η περίοδος T ∝ 1/(2n-1).
Επομένως:
Β2. Δύο παράλληλοι αγωγοί με ρεύμα
F₁ ∝ I₁ I₂ / r.
Τελική κατάσταση:
Απόσταση: r' = r + d = r + r/2 = 3r/2.
Νέο ρεύμα στον (2): I₂' = 2I₂.
Άρα:
Β3. Ισορροπία δύο ράβδων με μάζα και σφαίρα
Ροπή αριστερής πλευράς (ΟΑ + σφαίρα):
Κέντρο μάζας ράβδου ΟΑ: στο ℓ₁/2 με βάρος Mg.
Σφαίρα: στο ℓ₁ με βάρος (M/2)g.
Το κάθε βάρος έχει μοχλοβραχίονα r⊥ = r sinφ ως προς την κατακόρυφο.
Έτσι:
Κέντρο μάζας στο ℓ₂/2, βάρος Mg:
ΘΕΜΑ Γ – Φαινόμενο Compton & Φωτοηλεκτρικό
Γ1. Μήκος κύματος σκεδαζόμενου φωτονίου
Άρα:
Γ2. Ενέργειες φωτονίων και κινητική ενέργεια ηλεκτρονίου
Γ3. Συχνότητα κατωφλίου στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
h = 6,4·10⁻³⁴ J·s.
Γ4. Δυναμικό αποκοπής
ΘΕΜΑ Δ – Μηχανική & Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή
Δ1. Χρονική εξίσωση ταλάντωσης του σώματος Σ
Για τη ράβδο ΝΛ (κατακόρυφες δυνάμεις):
F = m₂ g + T ⇒ 3 = 1 + T ⇒ T = 2 N.
Για το σώμα Σ (πριν κοπεί το νήμα):
Προς τα πάνω: τάση T και δύναμη ελατηρίου kΔℓ, προς τα κάτω: βάρος m₁ g.
2. Νέα θέση ισορροπίας μετά την κοπή
Μετά την κοπή, στο Σ δρουν μόνο το βάρος και η δύναμη του ελατηρίου. Η νέα θέση ισορροπίας ικανοποιεί:
Πριν την κοπή, η απομάκρυνση από το φυσικό μήκος ήταν y₀ = -0,1 m (συμπίεση).
Άρα η αρχική απομάκρυνση από τη νέα θέση ισορροπίας είναι:
Με θετική φορά προς τα πάνω, παίρνουμε x(0) = +0,2 m και v(0) = 0.
3. Σταθερά ταλάντωσης και εξίσωση
Η ταλάντωση είναι ΑΑΤ με σταθερά επαναφοράς D = k και μάζα m₁:
Τελική εξίσωση (με θετική φορά προς τα πάνω):
Δ2. Επιτάχυνση όταν K/E = 3/4
Η επιτάχυνση στην ΑΑΤ είναι:
Δ3. Κίνηση του αγωγού ΝΛ και οριακή ταχύτητα
Οριακή ταχύτητα:
Στην οριακή ταχύτητα dv/dt = 0:
Από τη στιγμή t₀ μέχρι να αποκτήσει την οριακή ταχύτητα, ο αγωγός εκτελεί ευθύγραμμη κίνηση προς τα πάνω με φθίνουσα επιτάχυνση, προσεγγίζοντας ασυμπτωτικά την ταχύτητα vορ = 4 m/s.
Δ4. Ποσοστό έργου της F που γίνεται θερμότητα
2. Έργο της δύναμης F
3. Αύξηση δυναμικής ενέργειας του αγωγού
4. Θερμότητα στους αντιστάτες
Εφόσον η ταχύτητα είναι σταθερή (οριακή), η κινητική ενέργεια δεν μεταβάλλεται. Άρα η διαφορά:
5. Ποσοστό επί τοις %



