Mecanica august 2018 filiera teoretica
Examenul de bacalaureat national 2018
Proba E. d)
Fizica
Filiera teoretica – profilul real, Filiera vocationala – profilul militar
♦ 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 1
Se considera acceleratia gravitationala g = 10m/s
2.
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Viteza de 1,2 km/min exprimata in functie de unitati de masura fundamentale din S.I. corespunde valorii:
a. 0,2 m/s; b. 2 m/s; c. 20 m/s; d. 200 m/s. (3p)
Raspuns: c.
1,2 km/min = 1.2·1000m/60s = 20m/s. → (3p)
2. Considerand ca simbolurile marimilor fizice sunt cele utilizate in manualele de fizica, constanta elastica a
unei tije confectionate dintr-un material elastic este egala cu:
a. E·S·ℓ
o; b. E·S/ℓ
o;
c. E/S·ℓ
o; d. E·S/ℓ
2o. (3p)
Raspuns: b.
→ (3p)
3. Simbolurile marimilor fizice si ale unitatilor de masura sunt cele utilizate in manualele de fizica. Unitatea
de masura a marimii fizice exprimate prin produsul F·Δt este:
a. J; b. N; c. N·s; d. W. (3p)
Raspuns: c.
[F]
SI·[Δt]
SI = N·s. → (3p)
4. Un corp cu masa de 1 kg are energia cinetica de 50 J. Viteza corpului este egala cu:
a. 50 m/s; b. 25 m/s; c. 20 m/s; d. 10 m/s. (3p)
Raspuns: d.
E
c = m·v
2/2, v = √2·E
c/m = 10m/s. → (3p)
5. In figura alaturata este reprezentata dependenta de timp a vitezei unui mobil.
Distanta parcursa de mobil in ultimele doua minute este:
a. 600 m;
b. 1200 m;
c. 2400 m;
d. 3600 m. (3p)
Raspuns: b.
ℓ = v·Δt = 1200m. → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un corp, avand masa m = 1 kg, urca uniform de-a lungul unui plan iînclinat, sub actiunea unei forte F
paralele cu planul inclinat. Planul inclinat formeaza unghiul α = 30
° cu orizontala. Forta de frecare la
alunecare dintre corp si suprafata planului inclinat are valoarea F
f = 7.5N.
a. Reprezentati fortele ce actioneaza asupra corpului in timpul urcarii pe planul inclinat.
Rezolvare:
Pentru reprezentarea grafica se acorda 4p.
b. Determinati valoarea fortei de tractiune F.
Rezolvare:
F - F
f - G
t = 0
F = F
f + m·g·sinα = 12.5N. → (4p)
c. Calculati valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corp si suprafata planului inclinat.
Rezolvare:
N - G
n = 0, sau N = m·g·cosα,
F
f = μ·N, μ = F
f/m·g·cosα = √3/2 ≅ 0.87. → (4p)
d. Determinati valoarea acceleratiei corpului in timpul urcarii pe planul inclinat sub actiunea unei forte de
tractiune F' = 1,2·F care inlocuieste forta F.
Rezolvare:
F'- F
f - G
t = m·a
a = (1,2·F - F
f - m·g·sinα)/m = 2.5m/s. → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un corp de dimensiuni neglijabile, avand masa m = 200 g, este lasat sa
alunece liber pe o suprafata curba fara frecare, de la inaltimea h = 45 cm,
ca in figura alaturata. Suprafata curba se continua cu un plan orizontal AB
de lungime ℓ = 2 m pe care corpul se misca cu frecare, coeficientul de
frecare la alunecare fiind μ = 0,2. In punctul B corpul se loveste frontal de un perete vertical, pierzand la
impact o fractiune f = 0,64 din energia sa cinetica si se intoarce pe aceeasi directie pe care a venit. Energia
potentiala gravitationala se considera nula la nivelul planului orizontal AB. Determinati:
a. energia potentiala gravitationala initiala;
Rezolvare:
E
po = m·g·h = 0.9J. → (3p)
b. valoarea vitezei corpului la trecerea prin punctul A;
Rezolvare:
E
po = E
cA = m·v
2A/2,
v
A = √2·E
po/m = 3m/s. → (4p)
c. energia cinetica a corpului in punctul B, imediat inaintea impactului cu peretele;
Rezolvare:
E
cB - E
cA = L
f = F
f·ℓ·cos180
o - μ·m·g·E
cA
E
cB = E
cA + μ·m·g·E
cA = 0.9J - 0.8J = 0.1J. → (4p)
d. modulul variatiei impulsului corpului in timpul impactului cu peretele.
Rezolvare:
E
cB - f·E
cB = E'
cB, E
cB(1 - f) = E'
cB
m·v
2B·(1 - f)/2 = m·v'
2B/2
v
B = √(2·E
cB)/m = 1m/s,
v'
B = v
B·√(1 - f) = 0.6m/s,
= m·√(v'
2B - 2·v'
B·v
B·cos180
o + v
2B) =
m·(v'
B + v
B) = 0.32kg·m/s. → (4p)
