Επαναληπτικό Διαγώνισμα Φυσικης Αποφοίτων 2020

Θέμα Γ

Πάνω σε λείο οριζόντιο δάπεδο βρίσκεται ακίνητη σανίδα μάζας M=80m. Πάνω στη σανίδα ηρεμεί σώμα μάζας m1=19m, το οποίο φέρει ηχητική πηγή. Βλήμα μάζας m κινείται οριζόντια με ταχύτητα υο=υηχ=340 m/s, όπου υηχ η ταχύτητα του ήχου ως προς τον ακίνητο αέρα. Κάποια στιγμή το βλήμα σφηνώνεται στο σώμα μάζας m1=19m, ενώ την ίδια στιγμή ενεργοποιείται η ηχητική πηγή και αρχίζει να εκπέμπει ήχο συχνότητας fs=399 Hz . Το συσσωμάτωμα m1+m εμφανίζει με τη σανίδα τριβή με συντελεστή τριβής ολίσθησης μ=0,68, οπότε μετά από λίγο παύει να κινείται ως προς τη σανίδα.

Ανιχνευτής ήχου Α1 βρίσκεται πάνω στο οριζόντιο δάπεδο. Ο ανιχνευτής Α1 παραμένει ακίνητος, στην ευθεία που κινείται η πηγή πάνω στη σανίδα και στην αντίθετη φορά από τη φορά κίνησης του συσσωματώματος. Δεύτερος ανιχνευτής Α2 βρίσκεται ακίνητος πάνω στη σανίδα, στην ευθεία που κινείται η πηγή, προς τη φορά κίνησης και σε απόσταση τέτοια ώστε το συσσωμάτωμα να σταματήσει πριν συγκρουστεί με τον ανιχνευτή. Να υπολογίσετε:

Γ1. Την ταχύτητα του συσσωματώματος m1+m αμέσως μετά την πλαστική κρούση καθώς και όταν πάψει να ολισθαίνει ως προς τη σανίδα Μονάδες 2+4=6

Γ2. Τον αριθμό των ηχητικών κυμάτων που εκπέμπει η πηγή από τη στιγμή που ενεργοποιήθηκε και μέχρι τη στιγμή που έπαψε να ολισθαίνει πάνω στη σανίδα Μονάδες 6

Γ3. Τη συχνότητα και το λόγο των μηκών κύματος που αντιστοιχούν στους ήχους, που αντιλαμβάνεται κάθε ένας από τους δύο ανιχνευτές αμέσως μετά την κρούση Μονάδες 3+3=6

Γ4. Τη συχνότητα και το λόγο των μηκών κύματος που αντιστοιχούν στους ήχους, που αντιλαμβάνεται κάθε ένας από τους δύο ανιχνευτές όταν η πηγή πάψει να ολισθαίνει πάνω στη σανίδα Μονάδες 3+4=7
Δίνεται g=10 m/s2

Θέματα-Λύσεις