Bacalaureat fizica

Mecanica 30 iunie 2017 filiera tehnologica

Examenul de bacalaureat national 2017

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 4
Se considera acceleratia gravitationala g = 10m/s².
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Un atlet are viteza de 7,2 km/h. Valoarea acestei viteze exprimata in functie de unitati de masura fundamentale din S.I. corespunde valorii:
a.  0,72 m/s;    b.  1 m/s;    c.  1,44 m/s;    d.  2 m/s.    (3p)
Raspuns:   d. 7.2km/h = 7,200m/3600s = 2m/s.   → (3p)
2. In figura alaturata este reprezentata dependenta de timp a vitezei unui autoturism, in timpul franarii. Viteza autoturismului cu 4s inainte de oprire este:
a.  4m/s;    b.  5m/s;    c.  8m/s;    d.  10m/s.    (3p)
Raspuns:   b.   → (3p)
3. Simbolurile marimilor fizice sunt cele utilizate in manualele de fizica. Legea lui Hooke poate fi scrisa sub forma:
a.  Δℓ = F·S_o·ℓ_o/E;    b.  Δℓ = E·ℓ_o/F·S_o;    c.  Δℓ = E·ℓ_o·S_o/F;
d.  Δℓ = F·ℓ_o/E·S_o.   (3p)
Raspuns:   d.   → (3p)
4. Unitatea de masura a marimii fizice exprimate prin produsul dintre puterea mecanica P si durata Δt este:
a.  N;    b.  N·s;    c.  J;    d.  W.    (3p)
Raspuns:   c.   → (3p)
5. O piatra cu masa de 100 g este lasata sa cada liber, de la inaltimea de 1m fata de nivelul la care energia potentiala gravitationala se considera nula. In momentul in care piatra este lasata sa cada, energia mecanica totala a acesteia este:
a.  1 J;    b.  1 W;    c.  10 J;    d.  10 W.    (3p)
Raspuns:   a. E_t = E_p + E_c = E_p = m·g·h = 1J.    → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O lada cu masa m = 2,0 kg este tractata cu viteza constanta pe o suprafata orizontala. Forta de tractiune este orizontala si are valoarea F = 10 N.
a. Reprezentati fortele ce actioneaza asupra corpului.
Rezolvare:  Rrprezentarea fortelor.
    → (3p)
b. Determinati valoarea fortei de frecare la alunecare F_f dintre corp si suprafata orizontala.
Rezolvare:  F - F_f = 0,  F_f = F = 10N.    → (4p)
c. Calculati valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corp si suprafata orizontala.
Rezolvare:  F_f = μ·N = μ·G = μ·m·g   μ = F_f/m·g = 0.5.     → (4p)
d. Presupunem ca miscarea lazii are loc in continuare pe aceeasi suprafata orizontala, iar forta de tractiune ramane orizontala, dar are modulul F_¢ = 15 N. Determinati acceleratia lazii in acest caz.
    → (4p)
F_¢ - F_f = m·a,    a = (F_¢ - F_f)/m = 2.5m/s²     → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un container de masa m = 1 t, situat initial pe sol, este ridicat de o macara, prin intermediul unui cablu a carui masa este neglijabila fata de masa containerului. Ridicarea se face pe verticala, cu viteza constanta, de la nivelul solului pana la inaltimea H = 20 m, in timpul Δt = 80 s. Interactiunea cu aerul este neglijabila.
a. Calculati energia potentiala gravitationala a containerului aflat la inaltimea H = 20 m, considerand ca energia potentiala gravitationala este nula la nivelul solului.
Rezolvare:  E_p = m·g·H = 2·10⁵J.    → (4p)
b. Calculati lucrul mecanic efectuat de macara pentru ridicarea containerului pe distanta H = 20 m.
Rezolvare:  Pentru viteza constanta F = G,   L = F·H = m·g·H = 2·10⁵J.    → (4p)
c. Determinati viteza containerului in timpul ridicarii la inaltimea H = 20 m.
Rezolvare:  v = H/Δt = 0.25m/s.    → (3p)
d. Dupa ce a fost adus la inaltimea H, containerul se afla in repaus. La un moment dat se desprinde din acesta o mica piesa. Determinati viteza piesei in momentul imediat anterior impactului cu solul.
Rezolvare:  m·g·H = mv_s²/2,   v_s = √2·g·H = 20m/s.     → (4p)