Examenul de bacalaureat national 2013
Proba E. d)
Fizica
Filiera tehnologica profilul tehnic si profilul resurse naturale si protectia mediului.
¤ Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA
¤ Se acorda 10 puncte din oficiu.
¤ Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.
A. MECANICA Varianta 2
Se considera acceleratia gravitationala g = 10m/s² .
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Unitatea de masura a fortei exprimata in unitati de masura fundamentale din S.I. este:
a. kg·m·s^-1;    b. kg·m·s^-2;    c. kg·m·s;    d. kg·m·s²;    (3p)
Raspuns corect: b.   (3p)
2. Actiunea si reactiunea sunt forte egale in modul care apar in procesul de interactiune dintre doua corpuri.
Referitor la efectele acestor forte se poate afirma ca:
a. se anuleaza reciproc;
b. se anuleaza numai daca interactiunea are loc prin contact;
c. nu se anuleaza deoarece fortele actioneaza pe aceeasi directie si in acelasi sens;
d. nu se anuleaza deoarece fortele actioneaza asupra unor corpuri diferite.    (3p)
Raspuns corect: d.   (3p)
3. Un camion se deplaseaza pe un drum orizontal cu viteza constanta v = 36km/h. Forta de rezistenta la inaintare are valoarea de 8kN. Puterea dezvoltata de motorul camionului este:
a. 80W;    b. 40kW;    c. 80kW;    d. 288 kW.    (3p)
P = ΔL/Δt = F·Δs/Δt = F·v = 8000N·10m/s = 80000W = 80kW.
Raspuns corect: c.   (3p)
4. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, expresia fortei elastice este:
(3p)

5. Graficul din figura alaturata reprezinta dependenta de timp a vitezei unui ciclist.
Distanta parcursa de ciclist in intervalul t ε [ 0; 50 s] este: a. 250m;    b. 360m;    c. 500m;    d. 1800m.    (3p)
Raspuns corect: c.    Δx = v·Δt
Δx = 10m/s·50s = 500m.   (3p)

II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Se considera dispozitivul din figura II de mai jos. Corpurile de mase m₁ = 1,5kg, respectiv m₂ = 0,5kg sunt legate printr-un fir inextensibil, fara masa, trecut peste un scripete ideal fixat in varful planului inclinat. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corpul de masa m₁ si planul inclinat de unghi α = 30^o este μ = 0.115[≈ 0.2/√3]. Lasand sistemul liber, din repaus, corpul de masa m₁ coboara.

a. Reprezentati fortele care actioneaza asupra fiecaruia dintre cele doua corpuri in timpul miscarii acestora.
Raspuns corect: figura II.a    →3p
b. Calculati valoarea fortei de frecare dintre corpul de masa m₁ si suprafata planului.
Rezolvare
F_f = μ·N = μ·Gn = μ·m₁·g·cosα
F_f = (0.2/√3)·1,5kg·10m/s²·(√3/2)
F_f = 1.5N    →4p
c. Calculati valoarea acceleratiei corpului de masa m₁ .
Rezolvare
m₁·a = G_t - T - F_f, pentru m₁
m₂m₁T - G₂, pentru m₂
Se aduna cele doua ecuatii pentru a elimina T
(m₁ + m₂)·a = G_t - F_f - G₂
G_t = m₁·g·sin30^o,     a = (G_t - F_f - G₂)/(m₁ + m₂), → a = 0.5m/s².    →4p
d. Calculati valoarea vitezei corpului de masa m₂ dupa Δt = 1s din momentul in care sistemul este lasat liber, considerand firul suficient de lung pentru ca directiile de miscare ale corpurilor sa nu se modifice.
Rezolvare
Δv = a·Δt, v_o = 0, → v = 0.5m/s.    →4p

III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Doua plane inclinate de unghi α = 30^o sunt racordate la o suprafata orizontala, ca in figura de mai jos. Din punctul A, situat la inaltimea h = 0,8m, se lasa liber, din repaus, un corp cu masa m = 2kg care aluneca spre baza planului inclinat AB. Miscarea pe planele inclinate AB si CD se face fara frecare, iar pe portiunea orizontala BC = d = 3m coeficientul de frecare la alunecare este μ = 0,15. Se considera ca energia potentiala gravitationala este nula la nivelul planului orizontal. Trecerile corpului prin punctele B si C se fac fara modificarea modulelor vitezelor.

Determinati:
a. energia mecanica a corpului in starea initiala;
Rezolvare
E_A = E_cA + E_pA,   E_cA = 0 → E_A = E_pA m·g·h
E_A = 2kg·10m/²·0.8m = 16j.    →3p
b. lucrul mecanic efectuat de forta de frecare in timpul deplasarii corpului din B in C;
Rezolvare
L_f = F_f·d·cos180^o = - F_f·d
L_f = - μ·N·d = - μ·G·d = - μ·m·g·d
L_f = - 0,15·2kg·10m/s₂·3m = - 9j.    →4p
c. energia cinetica a corpului in punctul C;
E_B - E_C = L_f
E_C = E_B - L_f,    E_B = E_A, energia se conserva pe portiunea AB (nu exista frecare)
E_C = 16j - 9j = 7j.    →4p
d. viteza minima care trebuie imprimata corpului in punctul A, orientata catre punctul B, pentru ca acesta sa poata ajunge in punctul D, situat la aceeasi inaltime ca si A.
E_D - E_A = L_f = -9j,
E_A = E_cA + E_pA = m·(v_A)² + m·g·h
E_D = E_cD + E_pD = m·g·h, deoarece in punctul D corpul se opreste si E_cD = 0
m·g·h - m·(v_A)² - m·g·h = -9j
v = (√2·9/2)m/s = 3 m/s.    →4p

Conversia ^oC(Celsius)«»^oF(Fahrenheit)
Introduceti un numar intr-unul
din domeniile de mai jos:

Celsius
Fahrenheit