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 9
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 in S.I. a puterii mecanice este:
a.   N/m;     b.   N·m;     c.   W;     d.   J.     (3p)
Raspuns:   c.  →(3p)
2. Viteza medie a unui punct material care se deplaseaza pe distanta d in timpul Δt, sub actiunea unei forte F, este:
a.   v_m = d/Δt;     b.   v_m = F/Δt;     c.   v_m = F·Δt;     d.   v_m = d·Δt.     (3p)
Raspuns:   a.  →(3p)
3. Dintre marimile fizice de mai jos, marime fizica vectoriala este:
a.  masa;     b.  greutatea;    c.  lucrul mecanic;     d.  energia mecanica.    (3p)
Raspuns:   b.  →(3p)
4. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta lungimii unui resort elastic, fixat la unul din capete, de forta deformatoare aplicata la celalalt capat. Lungimea nedeformata a resortului este egala cu:   a.  5cm;    b.  10cm;    c.  15cm;    d.  20cm.    (3p)
Raspuns:   a.  →(3p)
5. Un ghepard, aflat initial in repaus, a atins viteza v = 28 m/s in intervalul de timp Δt = 7s. In cursul acestei miscari, acceleratia medie a ghepardului a fost:
a.  2m/s²;    b.  3m/s²;    c.  4m/s²;    d.  21m/s².    (3p)
Raspuns:   c.  →(3p) a_m = Δv/Δt = 28 m/s /7s = 4m/s²

II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)

O lada cu masa m = 20 kg coboara cu viteza constanta pe o rampa care formeaza cu orizontala unghiul α = 37^o (sinα Ξ 0,6). In timpul coborarii asupra lazii actioneaza forta F = 80N orientata pe directia normala la suprafata rampei, ca in figura alaturata.
a. Reprezentati toate fortele care actioneaza asupra lazii;
Rezolvare: Fortele care actioneaza asupra lazii sunt reprezentate in figura alaturate
b. Calculati valoarea fortei de frecare la alunecare dintre lada si rampa;
Rezolvare: G_t - F_f = 0
F_f = G_t = m·g·sinα = 20kg·10m·s^-2·0.6 = 120N.   →  4p
c. Determinati valoarea fortei normale de reactiune care actioneaza asupra lazii la suprafata de contact cu rampa;
Rezolvare:   N - F - G_n = 0
N = F + G_n = F + m·g·cosα = F + m·g·√(1 - sin²α) = 240N.  →  4p
d. Calculati valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre lada si rampa.
Rezolvare:  F_f = μ·N,   μ = F_f/N = 0.5.   →  3p
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un corp de mici dimensiuni, avand masa m = 100g, se afla in punctul A, pe suprafata orizontala a unei mese de inaltime h = 75 cm. Se imprima corpului viteza v_A = 2m/s orientata catre punctul B, ca in figura alaturata. Dupa ce strabate distanta d = AB = 50cm, corpul trece prin punctul B, aflat la marginea mesei. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp si suprafata mesei este μ = 0,3. Considerand ca energia potentiala gravitationala este nula la nivelul solului, calculati:
a. energia potentiala gravitationala a corpului aflat pe masa;
Rezolvare:  E_pA = m·g·h = 0.75J.  →  3p
b. lucrul mecanic efectuat de forta de frecare in timpul deplasarii corpului pe masa;
Rezolvare:  L_f = - F_f·d = - μ·m·g·d = - 0.15J.E_cA c. energia cinetica a corpului cand acesta trece prin punctul B;
ΔE_c = L_f    ΔE_c = E_cB - E_cA,
E_cB = L_f + E_cA = 0.05J.   →  3p
d. valoarea vitezei corpului in momentul imediat anterior atingerii solului, considerand ca dupa desprinderea de masa fortele de rezistenta care actioneaza asupra corpului sunt neglijabile.
Rezolvare:  E_tB = E_t,sol
E_cB + E_pB = E_csol = (m·v²)_sol/2 
v_sol = √2·E_csol/m = 4m/s.   →  4p