Ορίστε μερικά παραδείγματα διαγωνισμάτων φυσικής Α’ Λυκείου με θέμα το Έργο και την Ενέργεια, κατάλληλα για επανάληψη ή εξάσκηση:
Διαγώνισμα: Έργο και Ενέργεια – Φυσική Α’ Λυκείου
Μέρος Α: Θεωρία (μονάδες 25)
Α1. Να ορίσετε το έργο δύναμης και να γράψετε τη μαθηματική του έκφραση.
Α2. Ποιες είναι οι προϋποθέσεις για να παραχθεί έργο;
Α3. Τι είναι η κινητική ενέργεια; Πότε ένα σώμα έχει μηδενική κινητική ενέργεια;
Α4. Να διατυπώσετε το θεώρημα μεταβολής της κινητικής ενέργειας.
Α5. Ποιες μορφές ενέργειας γνωρίζετε; Αναφέρατε παραδείγματα.
Μέρος Β: Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (μονάδες 15)
Β1. Το έργο μιας δύναμης είναι θετικό όταν:
α) το σώμα κινείται κάθετα στη δύναμη
β) το σώμα κινείται προς την κατεύθυνση της δύναμης
γ) το σώμα δεν κινείται
δ) η δύναμη είναι κατακόρυφη και η κίνηση οριζόντια
Β2. Το έργο της τριβής είναι:
α) πάντα θετικό
β) πάντα μηδέν
γ) πάντα αρνητικό
δ) εξαρτάται από την ταχύτητα του σώματος
(περιέχονται 3 ακόμη ερωτήσεις τύπου multiple choice)
Μέρος Γ: Ασκήσεις (μονάδες 60)
Γ1. Ένα σώμα μάζας 2 kg κινείται ευθύγραμμα και επιβραδύνεται με σταθερή δύναμη 4 N. Αν η αρχική του ταχύτητα είναι 6 m/s και διανύει απόσταση 9 m:
α) Υπολογίστε το έργο της δύναμης.
β) Υπολογίστε τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας.
γ) Επιβεβαιώστε το θεώρημα μεταβολής κινητικής ενέργειας.
Γ2. Ένα κιβώτιο μάζας 5 kg σέρνεται σε οριζόντιο δάπεδο με σταθερή δύναμη 20 N υπό γωνία 30° με τον ορίζοντα.
Αν διανύει 8 m και η τριβή είναι 5 N, να βρείτε:
α) Το έργο κάθε δύναμης.
β) Την αύξηση της κινητικής ενέργειας του σώματος.
✅ Οδηγίες
- Να γράφετε τις μονάδες σε κάθε μέγεθος.
- Σε κάθε άσκηση να δικαιολογείτε τις πράξεις σας.
- Επιτρέπεται η χρήση υπολογιστικής μηχανής.
Δες παρακάτω το φύλλο απαντήσεων για το διαγώνισμα “Έργο και Ενέργεια – Φυσική Α’ Λυκείου”:
Φύλλο Απαντήσεων – Έργο και Ενέργεια
Μέρος Α: Θεωρία
Α1.
Το έργο δύναμης ορίζεται ως το γινόμενο της δύναμης επί τη μετατόπιση και το συνημίτονο της γωνίας μεταξύ τους:
W = F·d·cosθ
Όπου:
- W = έργο
- F = μέτρο δύναμης
- d = μετατόπιση
- θ = γωνία μεταξύ δύναμης και μετατόπισης
Α2.
Για να παραχθεί έργο:
- Πρέπει να ασκείται δύναμη στο σώμα.
- Το σώμα πρέπει να μετατοπίζεται.
- Η δύναμη πρέπει να έχει μη μηδενική προβολή στην κατεύθυνση της μετατόπισης.
Α3.
Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που έχει ένα σώμα λόγω της κίνησής του.
Δίνεται από τη σχέση:
K = ½·m·v²
Ένα σώμα έχει μηδενική κινητική ενέργεια όταν η ταχύτητά του είναι μηδέν (v = 0).
Α4.
Το θεώρημα μεταβολής της κινητικής ενέργειας δηλώνει ότι:
Το συνολικό έργο των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα σώμα ισούται με τη μεταβολή της κινητικής του ενέργειας.
Δηλαδή:
Wολ = ΔK = Kτελ – Kαρχ
Α5.
Μορφές ενέργειας:
- Κινητική (π.χ. ένα κινούμενο αυτοκίνητο)
- Δυναμική (π.χ. νερό σε φράγμα)
- Θερμική (π.χ. καλοριφέρ)
- Ηλεκτρική (π.χ. μπαταρία)
- Χημική (π.χ. τροφή, καύσιμα)
- Πυρηνική (π.χ. πυρηνική ενέργεια)
Μέρος Β: Πολλαπλής Επιλογής
Β1. Σωστή απάντηση: β
Β2. Σωστή απάντηση: γ
(Αν θες να προσθέσω και τις υπόλοιπες πολλαπλής επιλογής, πες μου!)
Μέρος Γ: Ασκήσεις
Γ1.
m = 2 kg, F = -4 N (αντίθετη στη φορά κίνησης), υ₀ = 6 m/s, d = 9 m
α) Έργο δύναμης:
W = F·d·cos180° = -4·9·(-1) = -36 J
β)
Αρχική κινητική ενέργεια:
Kαρχ = ½·2·6² = 36 J
Αφού σταματά: Kτελ = 0
ΔK = Kτελ – Kαρχ = 0 – 36 = -36 J
γ)
Wολ = ΔK = -36 J → Επιβεβαιώνεται το θεώρημα
Γ2.
m = 5 kg, F = 20 N, θ = 30°, f = 5 N, d = 8 m
α)
- Έργο της δύναμης F:
W_F = F·d·cosθ = 20·8·cos30° = 160·0.866 = 138.56 J - Έργο της τριβής:
W_f = -f·d = -5·8 = -40 J - Έργο βάρους και κάθετης δύναμης = 0 (κάθετες στη μετατόπιση)
β)
Συνολικό έργο:
Wολ = W_F + W_f = 138.56 – 40 = 98.56 J
ΔK = Wολ → Η κινητική ενέργεια αυξάνεται κατά 98.56 J
Και εδώ τελειώνει το διαγώνισμα!
