Ένα τεστ φυσικής για την παραλία

1. Ένα παγάκι επιπλέει σε ποτήρι με νερό. Μετά από αρκετή ώρα το παγάκι λειώνει:

α. η στάθμη του νερού στο ποτήρι θα ανεβεί
β. η στάθμη του νερού στο ποτήρι θα παραμείνει αμετάβλητη
γ. η στάθμη του νερού στο ποτήρι θα κατεβεί

2. Το καλοκαίρι κάνει ζέστη διότι:

α. οι ακτίνες του Ήλιου προσπίπτουν κάθετα στο ημισφαίριο όπου επικρατεί
καλοκαίρι
β. ο Ήλιος το καλοκαίρι είναι πιο ενεργός και εκπέμπει περισσότερη ακτινοβολία
γ. η Γη διαγράφει ελειπτική τροχιά και το καλοκαίρι βρίσκεται πιό κοντά στον Ήλιο

3. Το βάρος ενός ροδάκινου στην επιφάνεια της Γης είναι 1 Ν. Πόσο είναι το βάρος της Γης στο βαρυτικό πεδίο του ροδάκινου;

α. 0 Ν
β. 1 Ν
γ. 6∙10²⁵Ν

4. Στο παρακάτω βίντεο ο Wile E. Coyote προσάρμοσε το μοτέρ της βάρκας του σε μια «ευφυή» ιδιοκατασκευή για να μετακινείται εξίσου γρήγορα και στην ξηρά.

Ποιά αρχή της φυσικής απαγορεύει την ιδιοκατασκευή του Κογιότ να αρχίσει να κινείται;
α. την αρχή διατήρησης της ενέργειας
β. την αρχή διατήρησης της ορμής
γ. την αρχή διατήρησης της στροφορμής

5. Ποιά φωτόνια μεταφέρουν μεγαλύτερη ενέργεια (επομένως είναι και τα πιο επικίνδυνα):

α. τα φωτόνια της ακτινοβολίας 5G
β. τα φωτόνια της υπέρυθρης ακτινοβολίας
γ. τα φωτόνια του ορατού φωτός

6. Σε μια αποθήκη βρίσκονται 10 τόνοι καρπουζιών. Έστω ότι το περιεχόμενο των καρπουζιών αποτελείται 99% κατά βάρος από νερό (ένα καρπούζι αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από νερό). Μετά από λίγο καιρό, τα καρπούζια έχασαν λίγο από το περιεχόμενό τους λόγω εξάτμισης, και το περιεχόμενο των καρπουζιών σε νερό έγινε 98% κατά βάρος. Πόσο ζυγίζουν τώρα τα καρπούζια;

α. 9,8 τόνους
β. 9 τόνους
γ. 5 τόνους

7. Aπό την παραλία παρατηρούμε έναν άνθρωπο που αρχικά κάθεται σε μια ακίνητη βάρκα στα ήρεμα νερά της θάλασσας. Στη συνέχεια σηκώνεται και αρχίζει να περπατάει προς το αριστερό άκρο της βάρκας, όπως στο σχήμα. Το κέντρο βάρους του συστήματος βάρκα-άνθρωπος:

α. παραμένει ακίνητο
β. μετακινείται προς τα δεξιά
γ. μετακινείται προς τα αριστερά

8. Παίρνουμε ένα πλαστικό μπουκάλι και το γεμίζουμε με νερό αφήνοντας ανοιχτό το στόμιό του. Αν ανοίξουμε μια τρύπα σε απόσταση h από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού τότε παρατηρούμε το νερό να εκτοξεύεται προς τα έξω. Αν αφήσουμε το μπουκάλι να πέσει ελεύθερα τότε καθώς εκτελεί ελεύθερη πτώση:

α. το νερό παύει να εκτοξεύεται από την τρύπα
β. το νερό εκτοξεύεται με μεγαλύτερη ταχύτητα από την τρύπα
γ. το νερό εκτοξεύεται με μικρότερη ταχύτητα από την τρύπα

9. Στην παραλία επικρατεί άπνοια και πετάμε μια μπάλα κατακόρυφα προς τα πάνω. Αν συγκρίνουμε τον χρόνο ανόδου (t_α=χρονος για να φτάσει η μπάλα στο μέγιστο ύψος), με τον χρόνο καθόδου (t_κ=ο χρόνος για να επιστρέψει η μπάλα από το μέγιστο ύψος στην αρχική θέση εκτόξευσης), τότε:

α. t_α = t_κ
β. t_α > t_κ
γ. t_α < t_κ

10. Έστω ότι καταφέρνουμε να ανοίξουμε μια τρύπα που διέρχεται από το κέντρο της Γης και συνδέει δύο αντιδιαμετρικά της σημεία. Αν αφήσουμε να πέσει ελεύθερα μια πέτρα μέσα σ’ αυτή την τρύπα, σε πόσο χρόνο θα φθάσει στο άλλο άκρο της;

α. σε περίπου έναν χρόνο
β. σε μία ημέρα με δύο ημέρες
γ. σε λιγότερο από μία ώρα
[Υποθέτουμε ότι η μάζα της Γης είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη σε έναν τέλεια σφαιρικό όγκο (σταθερή πυκνότητα) και ότι δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα]

=====================

=====================

=====================

Απαντήσεις:
1. β , Ο όγκος του ποτηριού που καταλαμβάνεται από το προϋπάρχον νερό και το βυθισμένο τμήμα του πάγου είναι: V_πριν=V_ο+V_β.
Το παγάκι έχει βάρος ίσο με τη δύναμη της άνωσης:
Β_π=Α ή m_π∙g = ρ_ν∙g∙V_β ή m_π = ρ_ν∙V_β (1)
Όταν το παγάκι μάζας m_π λιώσει, ο όγκος του νερού που θα προκύψει θα είναι V_λ= m_π/ρ_ν. Επομένως, ο όγκος του ποτηριού που καταλαμβάνεται από το νερό μετά το λιώσιμο θα είναι: V_μετά=V_ο+m_π/ρ_ν και λόγω της εξ. (1) προκύπτει ότι V_μετά=V_ο+V_β=V_πριν (δείτε και ΕΔΩ)
2. α (δείτε ΕΔΩ)
3. β, το ροδάκινο έλκει τη Γη με την ίδια δύναμη που η Γη έλκει το ροδάκινο (3ος νόμος του Νεύτωνα)
4. β, για να κινηθεί η ιδιοκατασκευή του Κογιότ πρέπει να ασκηθεί σ’ αυτή εξωτερική δύναμη
5. γ, διότι τα φωτόνια του ορατού φωτός έχουν μεγαλύτερη συχνότητα, και δεδομένου ότι Ε_φωτ=hf, έχουν και την μεγαλύτερη ενέργεια.
6. γ (δείτε ΕΔΩ)
7. α, η συνολική ορμή του συστήματος βάρκα-άνθρωπος παραμένει μηδέν, αφού η συνισταμένη των εξωτερικών δυνάμεων είναι μηδέν
8. α (δείτε ΕΔΩ)
9. γ , διότι κατά την άνοδο το βάρος και η αντίσταση του αέρα δρούν προς την ίδια κατεύθυνση (μεγάλος ρυθμός μείωσης της ταχύτητας), ενώ κατά την κάθοδο δρούν αντίρροπα (μικρότερος ρυθμός αύξησης της ταχύτητας). Κατά την πτώση η ταχύτητα τείνει (ή μπορεί και) να γίνει σταθερή (οριακή) ταχύτητα. Ισχύει υ₁<υ₀ αφού ένα μέρος της αρχικής κινητικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα λόγω της αντίστασης του αέρα. Επιπλέον, κατά την άνοδο όσο και κατά την κάθοδο η μπάλα διανύει την ίδια απόσταση Η. Επομένως, τα πράσινα εμβαδά που υποδεικνύονται στο παρακάτω σχήμα πρέπει να είναι ίσα. Για να συμβαίνει αυτό πρέπει t_κ>t_α:

10. γ (δείτε ΕΔΩ)

Πηγή:https://physicsgg.me/