ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ – ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟΙ – ΑΣΚΗΣΕΙΣ

(Για τις περιπτώσεις που χρειάζεται η τιμή του g τη θεωρούμε ίση με 10m/s2).

7.1 Ασχοληθείτε με τα ερωτήματα και με τους προβληματισμούς που βρίσκονται διασκορπισμένα μέσα στο κείμενο του κεφαλαίου.

7.2 Να συμπληρωθούν οι προτάσεις: α: Τα υγρά έχουν ελαστικότητα ……………, ενώ τα αέρια έχουν ελαστικότητα …………… και …………….. β: Δύτης κατεβαίνει στο ίδιο βάθος στη λίμνη Βουλιαγμένης και στη θάλασσα του Σαρωνικού. Η πίεση που δέχεται είναι μεγαλύτερη στη …………… παρά στη ……………. . Αυτό συμβαίνει, επειδή η……………της λίμνης είναι…………… από εκείνη της θάλασσας. γ: Στα υδραυλικά πιεστήρια ασκούμε…………… δύναμη στο …………… έμβολο και δημιουργούμε…………… δύναμη στο …………… έμβολο. δ: Στα σημεία όπου ένας σωλήνας είναι στενός, η ταχύτητα είναι …………… και η στατική πίεση…………….

7.3 Ξύλινη και μεταλλική σφαίρα έχουν ίδια ακτίνα. Αν τις βυθίσετε στο νερό μιας πισίνας, να συγκρίνετε τις ανώσεις που δέχονται.

7.4 Πλοίο πλέει σε ποτάμι και στη συνέχεια προχωρά στη θάλασσα, όπου συνεχίζει το ταξίδι του. Δέχεται ίδια άνωση στα δυο υγρά; Πώς εξηγείτε το γεγονός ότι όλα εξελίσσονται ομαλά;

7.5 Διαθέτετε κόσμημα που υποτίθεται ότι είναι ασημένιο. Επίσης, έχετε δυναμόμετρο και ποτήρι με νερό. Πώς θα διαπιστώσετε ότι το κόσμημα είναι γνήσιο;

7.6 Θέλετε να ελέγξετε αν κάποιο μεταλλικό αντικείμενο είναι συμπαγές η κοίλο ("κούφιο"). Έχοντας δυναμόμετρο και ποτήρι με νερό πώς μπορείτε να εργαστείτε; Αν διαπιστώσετε την ύπαρξη κοιλότητας, πώς θα υπολογίσετε τον όγκο της;

7.7 Συμπληρώστε τα στοιχεία που λείπουν (παύλες) από τον παρακάτω πίνακα: [pic]

7.8 Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και γιατί; α: Ο παγοδρόμος φορά παπούτσια με κατακόρυφη λεπίδα στη βάση για να ασκεί μεγάλη δύναμη στην παγωμένη πίστα. β: Τα υγρά απορρυπαντικά ασκούν στη βάση των ισοϋψών δοχείων που τα περιέχουν ίδια δύναμη. γ: Το ύψος υδραργυρικής στήλης σε συγκοινωνούντα δοχεία είναι 13,6 φορές μεγαλύτερο από το ύψος της υδάτινης. δ: Όταν επιδιώκουμε μεγάλες στατικές πιέσεις σε σωλήνες, πρέπει να επιλέγουμε περιοχές με μεγάλη διατομή.

Εικόνα 7.62: Για τον υπολογισμό πιέσεων

7.9 Εξηγήστε τη λειτουργία των διατάξεων στην εικόνα 7.62. Με την προϋπόθεση ότι το σκούρο υγρό είναι Hg να υπολογίσετε την πίεση των αερίων που συμμετέχουν.

Εικόνα 7.63: Το πλησίασμα δεν κάνει καλό…

7.10 Βλέπετε κίνδυνο σύγκρουσης για τις βάρκες της εικ. 7.63; Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

Εικόνα 7.64: Για το υδραυλικό πιεστήριο

7.11. Οι διάμετροι δ1, δ2 των διατομών της εικόνας 7.64 έχουν σχέση δ1 = 3δ2. Να συγκρίνετε τις ταχύτητες υ1 και υ2, καθώς και τις ενδείξεις p1, p2 των οργάνων.

7.12. Συμπληρώστε τα στοιχεία που λείπουν (παύλες) στον παρακάτω πίνακα (τα σημεία 1,2,… βρίσκονται μέσα στον ίδιο οριζόντιο σωλήνα νερού ρ = 103kg/m3). Συμβουλή: αρχίστε από το σημείο 3 και θυμηθείτε κάποιους νόμους…

7.13. Εξηγήστε τα παρακάτω: α: Αρχές Αυγούστου οι ταξιδιώτες του Αιγαίου βλέπουν μπουκάλια γεμάτα λάδι να επιπλέουν με επιθυμητή κατεύθυνση προς την Τήνο. Πώς επιπλέουν; β: Πώς λειτουργούν το σταγονόμετρο και το ιατρικό πιεσόμετρο; γ: Γιατί στην άπνοια μιας Καθαρής Δευτέρας τραβάμε συνέχεια το σχοινί του χαρταετού, για να ανυψωθεί; δ: Γιατί λέμε ότι στην προσγείωση του το αεροπλάνο ταλαιπωρείται από τα ρεύματα του αέρα περισσότερο από ότι στην απογείωση;

7.14. Χαρακτηρίστε με σωστό (Σ) η λάθος (Λ) τις παρακάτω προτάσεις: α: Οι αρχές Pascal και Αρχιμήδη ισχύουν μόνο στα ιδανικά ρευστά. β: Η άνωση είναι δύναμη ηρεμίας από το υγρό στο στερεό, ενώ η δυναμική άνωση εμφανίζεται μόνο κατά τη σχετική κίνηση τους. γ: Το λάδι έχει μεγαλύτερο ιξώδες το χειμώνα από ό,τι το καλοκαίρι. δ: Αν διπλασιαστεί η ταχύτητα αυτοκινήτου, διπλασιάζεται η αντίσταση του αέρα σε αυτό. ε: Ο δύτης δέχεται μεγαλύτερη πίεση όταν κινείται μέσα στη θάλασσα, από αυτήν που δέχεται όταν είναι στάσιμος.

7.15. Με τη βοήθεια του νόμου Bernoulli εξηγήστε γιατί υπάρχει κίνδυνος να αρπάξει σφοδρός άνεμος τη στέγη σπιτιού. (Θυμηθείτε τη λαϊκή έκφραση αγανάκτησης: "Θεέ μου, γιατί αφήνεις καρφωμένα τα κεραμίδια στη στέγη!!…").

7.16. Το λάστιχο σύνδεσης στο ψυγείο αυτοκίνητου (κολάρο) έχει διάμετρο δ= 4cm. Από βλάβη του ανεμιστήρα (βεντιλατέρ) και από την υπερθέρμανση που ακολούθησε τρύπησε σε σημείο που βρίσκεται 20cm κάτω από την ελεύθερη επιφάνεια της δεξαμενής νερού. Το άνοιγμα είχε διάμετρο 5mm. α) Με ποια ταχύτητα εκρέει αρχικά το νερό; (Γιατί μόνο αρχικά;). β) Αν το ψυγείο δέχεται l,5 lit νερού (δίκη μας εκτίμηση), σε πόση ώρα θα αδειάσει το ψυγείο; (Ας δεχτούμε ότι η παροχή μειώνεται με σταθερό ρυθμό μέχρι να μηδενιστεί)

7.17. Η πίεση καρδιάς για έφηβο βρέθηκε 8. Εκτιμήστε αποστάσεις και βρείτε πόση πίεση υπάρχει στο πέλμα του ποδιού και στον εγκέφαλο (για το αίμα ρ = 1055 kg/m3).

7.18. Σε υδραυλικό πιεστήριο η σχέση διαμέτρου στα δυο έμβολα είναι 1:10. Η μέγιστη δύναμη που ασκούμε είναι 50kp και η μετατόπιση 10cm. Να βρεθούν: α) το μέγιστο φορτίο που μπορεί να ανυψωθεί, β) η σχέση μετατοπίσεων, έργων και πιέσεων.

7.19. Στην εικόνα 7.65 φαίνεται η μετάγγιση ενδοφλέβιου ορού για χειρουργημένο ασθενή σε νοσοκομείο. Αν στο σημείο Α η ολική πίεση δεν πρέπει να ξεπερνά τα 80 Torr και η πυκνότητα του ορού θεωρηθεί ίση με αυτήν του νερού, α) να βρεθεί από ποιο ύψος h πρέπει να αρχίσει η μετάγγιση ώστε η στατική πίεση να μην ξεπεράσει τα 60mm Hg, β) αν η ακτίνα κάθε (υποτίθεται σφαιρικής) σταγόνας που πέφτει είναι 1,5mm και ο ρυθμός εκροής είναι 1 Hz, να βρεθεί ο χρόνος που απαιτείται, για να αδειάσει το μπουκάλι του ορού 0,5 lit. (Θυμηθείτε: όγκος σφαίρας V= 4/3 π.r3, r= ακτίνα).

Εικόνα 7.65: Μετάγγιση ορού σε ασθενή

7.20. Αεροπλάνο με συνολικό βάρος 8,6 tn και επιφάνεια πτερύγων 60m3 βρίσκεται στη φάση της απογείωσης. Αν για τον αέρα εκείνη τη στιγμή δεχτούμε συντελεστή αντίστασης k = 0,4 kg/m3, σε ποια ταχύτητα απογειώνεται το αεροπλάνο; (Για εκείνη τη στιγμή δεχτείτε ότι το αεροπλάνο είναι ακόμα σε οριζόντια θέση).

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Αξιολόγηση των μαθητών της Α' Λυκείου στο μάθημα της Φυσικής ΚΕΕ Αθήνα 1998. 2. Φυσική Δ' Επαγγελματικής Κατεύθυνσης (Λευκωσία-Κύπρος 1993). 3. D. SANG Further Physics (Cambridge University Press, 1996). 4. HALLIDAY, D., RESNICK, R. Γενική Φυσική (Ελληνική μετάφραση), Αθήνα 1966. 5. K. GIBBS Advanced Physics (Cambridge University Press, 1990). 6. KEN DOBSON Physics (Nelson Science, 1998). 7. M BRIMICOMBE Physics in focus (Nelson Science, 1990). 8. S. POPLE Advanced Physics (Oxford University Press, 1996). 9. SPIEGEL, M.R. Πιθανότητες και Στατιστική (Ελληνική μετάφραση), 1975. 10. SPEIEGEL, M.R. Θεωρητική Μηχανική. (Ελληνική μετάφραση) 1967. 11. WALTER J., DODGE J., SCHAN U. PSSC ΦΥΣΙΚΗ (Ελληνική μετάφραση) 1992. 12 ΑΛΕΞΟΠΟΥΛΟΣ Κ.Δ. Γενική Φυσική Αθήνα 1976. 13. Β. ΦΩΤΕΙΝΟΠΟΥΛΟΣ Μηχανική 1 Πειραιάς 1983. 14. Ι. ΑΘΑΝΑΣΑΚΗ Θέματα Γενικής Φυσικής Αθήνα 1980. 15. ΚΟΥΠΟΥΜΤΖΕΛΗΣ Θ., ΠΕΡΙΣΤΕΡΑΚΗΣ Σ. Στοιχεία Φυσικής Αθήνα 1960. 16. ΚΟΥΜΕΛΗΣ Χ.Ν. Ασκήσεις Φυσικής Τόμοι Α' και Β' Αθήνα 1967. 17. Ν.Α. ΟΙΚΟΝΟΜΟΥ Εισαγωγή στη Φυσική Θεσσαλονίκη 1975. 18. Σ. ΣΙΡΟΚΟΥ Ασκήσεις Φυσικής Αθήνα 1976. 19. Basic Physics 1 and 2 Modular Science (Cambridge University Press, 1995). 20. Μηχανική Μαθήματα Φυσικής Πανεπιστημίου Berkley. 21. ΕΛΕΥΘΕΡΟΥΔΑΚΗΣ Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό, Τόμος 2, Αθήνα 1930. 22. ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ "TIME-LIFE" International 1971. 23. Ι. ΓΑΡΟΦΑΛΑΚΗ Τεχνολογική Φυσική (Μακεδονικές Εκδόσεις 1994) 24. ΟΜΑΔΑ ΦΥΣΙΚΗΣ T.E.I. Πειραιά Εργαστηριακές Ασκήσεις Φυσικής Ι και II (Μακεδονικές Εκδόσεις 1996). 25. YOUNG Η. Φυσική (Εκδόσεις Παπαζήση 1995). 26. A. ABBOTT Ordinary Level Physics. 27. GREEN Technical Physics (P. Hall Inc. N.J. 1984). 28. GREEN BERG Physics for biology and premedical Students (Students Company 1975). 29. Arons, B.A. 1992 Οδηγός διδασκαλίας της Φυσικής, ελληνική μετάφραση εκδόσεις Τροχαλία, Αθήνα. 30. Einstein A. and Infeld L. 1928/1978. Η εξέλιξη των ιδεών στη Φυσική (ελληνική μετάφραση). Εκδόσεις Δωδώνη, Αθήνα. 31. Driver R., Squire A., Ruchworth P., Wood-Robinson 1994. Making sence of secondary science research into children's ideas. London and New York Routledge. 32. Hewitt G.P. 1992. Οι έννοιες της Φυσικής, τόμος Ι, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης. 33. Δαππόντες Ν., Κασσέτας Α., Μουρίκης Στ., Σκιαθίτης Μ., 1997. Φυσική Α' τάξη ΕΠΛ, ΓΕΛ, ΤΕΛ, Ο.Ε.Δ.Β. Αθήνα.