Bacalaureat fizica

Mecanica august 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 7
Se considera acceleratia gravitationala g = 10m/s².
1. Unitatea de masura in S.I. a greutatii este:
a.  kg;    b.  N;    c.  N·s;    d.  kg·s.    (3p)
Raspuns:   b.   → (3p)
2. Dintre marimile fizice de mai jos, marime fizica scalara este:
a.  viteza;    b.  greutatea;    c.  energia;    d.  forta.   (3p)
Raspuns:   c.   → (3p)
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, relatia prin care este definita acceleratia medie este:

Raspuns:   d.   → (3p)
     4. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta de timp a vitezei unui automobil. Viteza automobilului creste de la 5m/s la 20 m/s intr-un interval de timp egal cu:
a.  8s;    b.  6s;    c.  4s;    d.  2s.    (3p)
Raspuns:   b.   → (3p)
5. Sub actiunea unei forte deformatoare F = 10N, alungirea unui resort elastic este Δℓ = 10cm. Constanta elastica a resortului are valoarea de:
a. 1N/m;    b. 10N/m;    c. 100N/m;    d. 200N/m;    (3p)
Raspuns:   c.  k = F/Δℓ = 100N.  → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un corp avand masa m₁ = 5kg, aflat pe o suprafata orizontala rugoasa, este legat de o galeata cu masa m₂ = 0.5kg prin intermediul unui fir inextensibil de masa neglijabila. Firul este trecut peste un scripete fara frecari si lipsit de inertie, ca in figura alaturata. Galeata contine o masa m₃ = 2kg de nisip si coboara rectiliniu cu acceleratia a = 2m/s.
a. Reprezentati fortele care actioneaza asupra corpului de masa m₁.
Rezolvare:  Pentru reprezentarea fortelor ca in figura se acorda (4p)
b. Calculati valoarea tensiunii din fir.
Rezolvare:  (m₂ + m₃)·a = (m₂ + m₃)·g - T,
T = (m₂ + m₃)·(g - a) = 20N.   → (4p)
c. Calculati valoarea fortei de frecare la alunecare care actioneaza asupra corpului de masa m₁.
Rezolvare:  T - F_f = m₁·a,   F_f = T - m₁·a = 10N.    → (4p)
d. Determinati coeficientul de frecare la alunecare dintre corpul de masa m₁ si suprafata orizontala.
Rezolvare:  F_f = μ·N = μ·m₁·g,   μ = F_f/m₁·g = 0.2.    → (3p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Planul inclinat reprezentat in figura alaturata are inaltimea
h = 5m. Din varful A al planului inclinat se lasa liber un corp cu masa m = 1kg, care aluneca spre baza planului inclinat. Parasind planul inclinat, corpul se deplaseaza pe suprafata orizontala BC oprindu-se datorita frecarii in punctul C. Miscarea pe planul inclinat AB se face fara frecare, iar pe portiunea orizontala BC coeficientul de frecare la alunecare este μ = 0,5. Trecerea de pe planul inclinat AB pe suprafata orizontala BC se face lin, fara modificarea modulului vitezei. Dimensiunile corpului se neglijeaza. Calculati:
a. energia mecanica a corpului in punctul A;
Rezolvare:  E_mA = E_cA + E_pA = E_pA = m·g·h = 50J.    → (3p)
b. valoarea vitezei corpului la trecerea prin punctul B;
Rezolvare:  E_mA = E_pA = m·g·h,  E_mB = E_cB = m·v²/2,
E_mA = E_mB,   m·g·h = m·v²/2,  v = √2 g h = 10m/s.    → (4p)
c. lucrul mecanic efectuat de forta de frecare pe portiunea BC;
Rezolvare:  ΔE_c = L_f,  E_cC - E_cB = - E_cB = - 50J.
L_f = -50J.    → (4p)
d. distanta d = BC parcursa de corp pe planul orizontal, pana la oprire.
Rezolvare:  L_f = F_f·d·cos180^o = - F_f·d,
F_f·d = - μ·m·g·d,  d = BC = L_f/(- μ·m·g) = 10m.    → (4p)