Examenul de bacalaureat national 2015
Proba E. d)
Proba scrisa la 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 din S.I. pentru constanta elastica a unui resort este:
a.   N·m^-1;     b.   N·m^-2;     c.   N·m;     d.   N·m².     (3p)
Raspuns:   a.  →(3p)
2. Un punct material de masa m se deplaseaza cu viteza v. Asupra punctului material actioneaza o forta de modul F, orientata pe directia si in sensul vitezei. Puterea mecanica dezvoltata de aceasta forta este:
a.   P = F·v^-1;     b.   P = m·v;     c.   P = F·m·v;     d.   P = F·v.     (3p)
Raspuns:   d.  →(3p)
3. In graficul alaturat este reprezentata dependenta de timp a vitezei unui corp. Momentul de timp la care corpul se afla in repaus este:
a.   0s;     b.   2s;     c.   4s;     d.   6s.     (3p)
Raspuns:   c.  →(3p)
4. Soferul unei masini care se deplaseaza rectiliniu mareste viteza acesteia de la 15 m/s la 72 km/h in timp de 2 s. Acceleratia medie a masinii in intervalul de timp considerat este egala cu:
a.   4 m/s²;    b.   2,9 m/s²;    c.   2,5 m/s²;    d.   1,5 m/s²;    (3p)
Raspuns:   c.  →(3p) a_m = (v₂ - v₁)/Δt = (20m/s - 15m/s)/2s = 2.5m/s²
5. Un corp este tractat pe distanta d = 4 m pe o suprafata orizontala. Forta de frecare la alunecare are valoarea F_f = 2N. Lucrul mecanic efectuat de forta de frecare pe distanta d este:
a.   6 J    b.   4 J    c.   -2 J    d.   -8 J    (3p)
Raspuns:   d.  →(3p) L_f = - F_f·d = - 8J


II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O banda rulanta transportoare este orientata oblic si este folosita pentru ridicarea unor corpuri la inaltimea h = 6m, ca in figura alaturata. Banda ruleaza cu viteza constanta v = 0,5m/s, fiind pusa in miscare de un motor M. Distanta MA este d = 10m. Banda urca, din M pana in A, o cutie cu masa m = 20kg.
a. Calculati greutatea cutiei.
Rezolvare:  G = m·g = 20kg·10m/s² 200N.   →     (3p)
b. Calculati intervalul de timp in care cutia este ridicata din M pana in A.
Rezolvare:  d = v·Δt, Δt = d/v = 20s.   →     (3p)
c. Determinati valoarea fortei de apasare normala exercitata de cutie asupra benzii.
Rezolvare:  N = G_n = m·g·cosα
cosα = √[1 - (h/d)²] = 4/5.   N= 160N.   →     (4p)
d. Se opreste motorul M, iar banda transportoare ramane in repaus.
Calculati valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre banda si cutie pentru care cutia coboara cu viteza constanta pe banda transportoare.
Rezolvare:  G_t - F_f = 0, F_f = μ·N, μ = G_t/N,  μ = m·g·sinα/N = 0.75.   →     (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un corp de mici dimensiuni, cu masa m = 1 kg, este lansat vertical in jos, cu viteza v_o = 8m/s, dintr-un punct situat la inaltimea h = 1,8 m deasupra solului. Se considera ca energia potentiala gravitationala este nula la nivelul solului si se neglijeaza interactiunea cu aerul. Calculati:
a. energia cinetica initiala a corpului;
Rezolvare:  E_co = m·v_o²/2 = 32J.  →     (4p)
b. energia mecanica a corpului;
Rezolvare:  E_t = E_po + E_co = m·g·h + E_co = 50J.   →     (4p)
c. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului din momentul lansarii si pana in momentul atingerii solului;
Rezolvare:  L_G = m·g·h = 18J.  →     (3p)
d. viteza corpului in momentul atingerii solului.
Rezolvare: E_t = E_c,sol = m·v²_sol/2,  v_sol = 10m/s.  →     (4p)