Examenul de bacalaureat national 2013
Proba E. d)
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 6
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. Unitatea de masura in S.I. pentru modulul de elasticitate E este:
a. N·m;    b. N/m;    c. N/m 2 ;    d. N·m 2 .    (3p)
Raspuns: c.     → 3p
2. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, marimea fizica exprimata prin produsul F·v este:
a. acceleratia;    b. masa;    c. lucrul mecanic;    d. puterea mecanica.    (3p)
Raspuns: d.     → 3p
3.I.3.mec.30.2013 Viteza unui mobil care se deplaseaza pe o traiectorie rectilinie variaza in timp conform graficului din figura alaturata. Acceleratia mobilului este:
a. 0,5m/s 2 ;    b. 2m/s 2 ;    c. 4m/s 2 ; d. 16 m/s 2 .    (3p)
Raspuns: a.    a = Δv/Δt = 4m/s/ss = 0.5m/s .    → 3p
4. Un resort cu masa neglijabila are, in stare nedeformata, lungimea l o = 10 cm. Daca se suspenda de resort un corp cu masa m = 200 g, lungimea resortului devine l = 12 cm. Constanta elastica a resortului este egala cu:
a. 10N/cm;    b. 100N/cm;    c. 10N/m;    d. 100N/m.    (3p)
Raspuns: d.   F = G = m·g = k·(l - l o ),    k = m·g/(l - l o ) = 0.2kg·10m/s 2 /0.02m = 100N/m.    → 3p
5. Un corp este aruncat vertical in sus cu viteza v o . Neglijand fortele de rezistenta la inaintare, inaltimea maxima, fata de punctul de aruncare, la care ajunge corpul, este:
a. v o /g;   b. v 2 o /g;   c. v 2 o /2·g;   d. v 2 o /4g.   (3p)
Raspuns: c.    → 3p
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
II.mec.30.2013 In figura alaturata sunt reprezentate doua corpuri A si B, cu masele m A = 40 kg si respectiv m B , asezate unul peste altul si legate intre ele cu un fir inextensibil si de masa neglijabila, de lungime l = 50cm. Corpul A este asezat pe suprafata orizontala a unei mese.
II.c.mec.30.2013 a. Calculati forta de apasare exercitata pe suprafata orizontala a mesei;
Raspuns:    G A = m A ·g = 400N,   G B = m B ·g = 600N,   N = G A + G B =1000N.    → 4p
b. Daca asupra corpului B actioneaza o forta verticala, in sus, corpul B urca avand viteza constanta v = 0,36 km/h. Calculati intervalul de timp dupa care distanta dintre corpuri devine l = 50cm.
Raspuns:    l = v·Δt,   Δt = l/v = 0.5m/0.1m/s = 5s.    → 4p
c. Daca asupra corpului B actioneaza o forta verticala, in sus, de valoare F = 1,2kN si firul dintre corpuri este intins, sistemul format din cele doua corpuri se deplaseaza vertical in sus cu acceleratia a. Calculati acceleratia sistemului.
Raspuns:    F - T - G B = m B ·a,   T - G A = m A ·a,   a = F/(m A + m B ) - g,   a = 2m/s 2 .   → 4p
d. Calculati valoarea fortei de tensiune din fir in conditiile de la punctul c.
Raspuns:    T = m A ·a + m A ·g = m A ·(a + g) = 480N.   → 4p
III.III.a.mec.30.2013 Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un corp cu masa m = 2 kg se afla initial, in repaus, la baza unui plan inclinat care formeaza unghiul α cu suprafata orizontala (sinα = 0,6). Corpul este ridicat pana la inaltimea h = 1,8 m, sub actiunea unei forte de tractiune paralele cu planul inclinat si avand modulul F = 20 N. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp si plan este μ = 0,25. Energia potentiala gravitationala este nula la baza planului inclinat.
a. Reprezentti tote fortele cre ctionez supr corpului in timpul ridicrii pe plnul inclint.
Raspuns:    Graficul de sus.   → 4p
b. Calculati energia potentiala gravitationala la inaltimea h.
Raspuns:    E pA = m·g·h = 36J.   → 3p
c. Calculati lucrul mecanic efectuat de forta de tractiune pentru ridicarea corpului la inaltimea h = 1,8 m.
Raspuns:    L = F·AB = F·h/sinα = 60J.   → 4p
d. Determinati valoarea vitezei atinse de corp la inaltimea h
Raspuns:    F - G t - F f = m·a,   G t = m·g·sinα,   F f = μ·N = μ·G n = μ·m·g·cosα,
a = [F - m·g·(sinα + μcosα)]/m = 2m/s 2 v = √2·a·AB = √2·a·h/sinα ≈ 3.4m/s.   → 4p




Full Website