Επαναληπτική άσκηση Φυσικής Α Λυκείου

Σώμα μάζας m = 2 kg είναι ακίνητο στη θέση x₀ = 0 πάνω σε οριζόντιο επίπεδο. Την χρονική στιγμή t₀ = 0 ασκείται στο σώμα σταθερή οριζόντια δύναμη μέτρου F₁ με αποτέλεσμα το σώμα να ξεκινήσει να κινείται προς τα θετικά του άξονα x’x. Την χρονική στιγμή t₁ που το σώμα έχει μετατοπιστεί κατά Δx₁ καταργούμε την δύναμη F₁ και ταυτόχρονα ασκούμε στο σώμα σταθερή οριζόντια δύναμη F₂ αντίθετης κατεύθυνσης της F₁ και μέτρου F₂ = F₁/2. Την χρονική στιγμή t₂ και αφού το σώμα έχει κάνει επιπλέον μετατόπιση Δx₂ = 5 m από την χρονική στιγμή t₁ μέχρι την χρονική στιγμή t₂ το σώμα ακινητοποιείται μόνιμα ισορροπώντας οριακά. Θεωρήστε την μέγιστη τιμή της στατικής τριβής ίση με την τριβή ολίσθησης. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ σώματος και επιπέδου έχει τιμή μ = 0,5.
Δίνεται g = 10 m/s².
Να υπολογίσετε :
1) το μέτρο της F₁.
2) το μέτρο της ταχύτητας του σώματος την t₁.
3) την θερμότητα που εκλύθηκε σε όλη την διάρκεια της κίνησης του σώματος.
4) την ισχύ της δύναμης F₂ όταν μετά την t₁ το σώμα έχει μετατοπιστεί κατά Δx = 3,2 m.
5) Για όλην την διάρκεια της κίνησης του σώματος (t₀ ➝ t₂) να σχεδιάσετε τα διαγράμματα :
i) ταχύτητας – χρόνου (υ – t).
ii) επιτάχυνσης – χρόνου (α -t).
iii) θέσης – χρόνου (x – t).

Η άσκηση και η λύση της.