header_br


Google      




Incursiune in lumea fizicii


Subiectul II si III mecanica iulie







Subiectul II.
Rezolvaţi următoarea problemă (15 puncte)

O locomotivă cu masa M = 40 t tractează, pe o cale ferată rectilinie orizontală, trei vagoane de masă m = 20 t fiecare. Forţa de rezistenţă la înaintare care acţionează asupra fiecărui vagon este de 2000N, iar forţa de rezistenţă la înaintare care acţionează asupra locomotivei este de 5000N. Aceste forţe de rezistenţă sunt considerate constante pe tot parcursul deplasării.
a. Determinaţi valoarea forţei de tracţiune dezvoltate de motorul locomotivei pentru deplasarea trenului cu viteză constantă.
b. Pe o anumită porţiune a traseului, forţa de tracţiune dezvoltată de motorul locomotivei are valoarea de 46kN. Calculaţi acceleraţia trenului pe această porţiune.
c. Determinaţi valoarea forţei de tensiune dezvoltate în cuplajul dintre ultimele două vagoane în situaţia specificată la punctul b.
d. În momentul în care viteza trenului este v, mecanicul opreşte motorul şi lasă trenul să se deplaseze liber. Trenul se opreşte după un interval de timp t = 100 s. Calculaţi valoarea vitezei v.
Datele problemei
M = 40t = 4·104kg
n = 3
m = 20t = 2·104kg
Fr,v = 2000N
Fr,l =5000N
a.
Ft? (N)
v = const
b.
F't = 46kN = 46·103N
a ?(m/s2)
c.
T? (N)
d.
vo? (m/s)
Ft = 0
v = 0
t = 100s
subiectul II
Rezolvarea problemei
Folosim metoda observatorului inertial (observatorul studiaza miscarea dintr-un sistem de referinta legat de sol, care este un sistem inertial). Asupra corpurilor actioneaza forta de tractiune, fortele de rezistenta, greutatile corpurilor si reactiunile normale care nu intervin in problema.
Alegem un sistem de doua axe ox si oy perpendiculare intre ele.
a Aplicam principiul suprapunerii fortelor.
ec vect II
proiectam ecuatia vectoriala pe axa ox
R = Ft - Fr,l - n·Fr,v
Miscarea fiind uniforma , acceleratia este nula
( R = ma = 0 )
1p
0 = Ft - Fr,l - n·Fr,v1p
Ft = Fr,l + n·Fr,v1p
b.
R = ( M + nm )·a = F't - Fr,l - nFr,v → 3p
a =[ F't - Fr,l - nFr,v]/[ M + nm ]
c.
tensiunea din culajul vagoanelor
Proiectam ecuatia pe axa ox
T = ma + Fr,v → 2p
d.
Se aplica ecuatia vitezei : v = vo + at
v = 0 ; vo = - a't → 2p
Ft = 0
[M + nm ]·a' = - Fr,l - nFr,v
a' = - [Fr,l + nFr,v]/[M + nm ]→ 1p
Calculul numeric
a.
Ft = 5000N + 3·2000N = 11000N → 1p
b.
a = [ 46000N - 5000N -3·2000N ]/[40000kg + 60000kg] = 0,35N/kg = 0,35ms-2→ 1p
c.
T = 2·104kg·0,35m·s-2 + 2000N = 9000N → 1p
d.
vo = -11000N·100s/100000kg = 11m/s → 1p

Subiectul III.
Rezolvaţi urmatoarea problemă: (15 puncte)

Un schior urca, cu viteză constantă, pe o pistă acoperită cu zapadă, fiind tractat de o tijă conectată la un cablu de teleschi, ca în figură alaturată.
Schiorul
Lungimea pistei este D = AB . Unghiul de înclinare al pistei, măsurat faţa de orizontală, este α . Tija face unghiul β cu direcţia pistei. Masa schiorului echipat este m, iar coeficientul de frecare la alunecare între schiuri şi zapadă este μ . Consideraţi cunoscute valorile marimilor D, m, α, β , μ şi acceleraţia gravitaţională g .
a. Reprezentaţi, într-o diagramă realizata pe foaia de examen, forţele care acţionează asupra schiorului.
b. Determinaţi expresia forţei de tensiune din tija.
c. Determinaţi expresia lucrului mecanic efectuat de greutatea schiorului, în timpul deplasării acestuia din A în B.
d. Schiorul coboară liber panta, pornind din repaus din punctul B. Determinaţi expresia energiei cinetice atinse de schior în punctul A.
diagrama fortelor
a.
diagrama fortelor:
-F tensiunea din tije
-G greutatea schiorului
-Ffforta de frecare dintre schiuri si zapada
-N forta de apasare normala
Fx si Fy componentele fortei F pe cele doua axe
b.
rezultanta.nula

Proiectam ecuatia
vectoriala pe axa
ox si oy
ox: Fx -Ff - Gx = 0
oy : Fy + N - Gy
= 0 → N = Gy - Fy
N = μ·N
Ff = μ(Gy - Fy)
Fx -Ff - Gx = 0
Fx - μ(Gy - Fy) - Gy
= 0,    Fx = F cosβ
Fy = Fsinβ
Gy = Gcosα
Gx = Gsinα
Fcosβ - μGcoα =
μFsinβ - Gsinα = 0
F = mg[sinα + μcosα]/
[cosβ + μsinβ]

c.
L = Gx·D·cos180o
L = - G·Dsinα = - mgDsinα

d.
Aplicam teorema de variatie a energiei cinetice:
ΔEc = Ltotal
ΔEc = Ec - Eco
Eco = 0 → ΔEc = Ec
Ltotal = LG + LFr
LG = Gx·D = G·Dsinα    
LFr = FFr·D·cos180o
FFr = μN = μGy = μmgcosα
LFr = - μ·mgDcosα
Ec = mgDsinα- μmgDcosα = mgD( sinα - μcosα)
coborarea schiorului
Orientare



carti
arhimede

Ştiaţi că...

¤ . . . James Clerk Maxwell in anul 1850 ca student la Trinity College se remarca prin ...versurile sale si prin seriozitatea cu care se pregatea.
¤ . . . Profesorul Dragomir Hurmuzescu (1865-1954) a fost intemeietorul invatamantului electrotehnic romanesc. A organizat primul laborator de electricitate din tara, la Iasi. A realizat un izolant cunoscut sub numele de dielectrina si un electroscop de precizie, folosite de oamenii de stiinta ai epocii, printre altii de sotii Curie, Becquerel, etc.

¤ . . . Thomson a stabilit ca razele catodice sunt alcatuite din particule incarcate cu sarcina electrica negativa, denumita de catre el electroni si a determinat sarcina specifica a electronului (e/mo =- 1.76·1011C/kg)

¤ . . . in anul 1906 Thomson a primit premiul Nobel pentru fizica, pentru descoperirea electronului in razele catodice.

Totul pentru stiintele naturii

Fizica
  Biologie  Chimie

logo
Conatex pune la dispozitia laboratoarelor de fizica, chimie si biologie, o paleta de 4000 de produse, folosite pentru intuirea si intelegerea fenomenelor.
Exemple:
Microscop Calorimetru Trunchi mini clasic
Set pentru distilare

Noutati

Pe site-ul "Bacalaureat fizica" gasiti solutiile la toate subiectele de fizica data la examenul de bacalaureat din anii 2013-2014. Ex: Mecanica 2014
logo
Principiul II

Reflexia totala
Schimbator de caldura


sus

«Pagina precedenta    Pagina urmatoare»



Postati:

Facebook widgets   Twitter widgets   Google plus widgets   linkedin