wayground logo

Free Printable Worksheets

Font size

S
M
L
XL
Worksheets

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Total questions: 34

Worksheet time: 2hrs 51mins

Name
Class
Date
1.

Ένα κινητό εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Η χρονική διάρκεια κίνησής του από τη μία ακραία θέση στην άλλη είναι 2s. Η συχνότητα της ταλάντωσης είναι

a)

1 Hz

b)

2 Hz

c)

0,5 Hz

d)

0,25 Hz

2.

Ένα κινητό εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με περίοδο 2 s. Η χρονική διάρκεια για δύο διαδοχικές διελεύσεις του κινητού από τη θέση ισορροπίας είναι

a)

1 s

b)

2 s

c)

4 s

d)

0,5 s

3.

Ένα κινητό εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με πλάτος 4 cm. Η μετατόπιση του κινητού σε χρονική διάρκεια μιας περιόδου, είναι

a)

4 cm

b)

2 cm

c)

8 cm

d)

0

4.

Ένα κινητό εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με πλάτος 2 cm. Η απόσταση που διανύει το κινητό σε χρόνο μιας περιόδου είναι

a)

0

b)

8 cm

c)

4 cm

d)

2 cm

5.

Στην εικόνα φαίνεται το διάγραμμα ταχύτητας - χρόνου, ενός σώματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση.

a)

Η αρχική φάση της ταλάντωσης είναι μηδέν.

b)

Η συχνότητα της ταλάντωσης είναι 0,2 Hz.

c)

Το πλάτος της ταλάντωσης είναι 0,1 m.

d)

Τη χρονική στιγμή 0,4 s το σώμα βρίσκεται σε ακραία θάση της ταλάντωσης.

6.

Στην εικόνα του σχήματος φαίνεται το διάγραμμα απομάκρυνσης - χρόνου, ενός σώματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση.

a)

Η αρχική φάση της ταλάντωσης είναι π rad.

b)

Η απόσταση των δύο ακραίων θέσεων της ταλάντωσης είναι 1 m.

c)

Τη χρονική στιγμή t = 3s το μέτρο της ταχύτητας του σώματος είναι μέγιστο.

d)

Τη χρονική στιγμή t = 1,5 s η επιτάχυνση του σώματος είναι μέγιστη.

7.

Στην εικόνα φαίνεται το διάγραμμα της δύναμης επαναφοράς με την απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας ενός σώματος μάζας m = 2 kg, που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Η περίοδος της ταλάντωσης είναι

a)

4 s

b)

π4s\frac{\pi}{4}s  

c)

π s

d)

4π s

8.

Στην εικόνα φαίνεται σώμα δεμένο στο ένα άκρο ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k = 100 N/m, το άλλο άκρο του οποίου είναι ακλόνητα στερεωμένο. Με την επίδραση της δύναμης F απομακρύνουμε το σώμα από τη θέση ισορροπίας και όταν ακινητοποιηθεί στιγμιαία το αφήνουμε ελεύθερο. Το σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση στο λείο επίπεδο. Αν το έργο της δύναμης F είναι 2 J, το πλάτος της ταλάντωσης είναι

a)

0,1 m

b)

0,2 m

c)

0,02 m

d)

2 m

9.

Μικρό σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση στην οποία οι δύο ακραίες θέσεις απέχουν 0,2 m. Στην εικόνα φαίνεται το διάγραμμα της συνισταμένης δύναμης που ασκείται στο σώμα, σε συνάρτηση με το χρόνο. Η μάζα του σώματος είναι

a)

1,2 kg

b)

1 kg

c)

0,5 kg

d)

0,2 kg

10.

Υλικό σημείο μάζας m = 1kg εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Στην εικόνα φαίνεται η γραφική παράσταση δυναμικής ενέργειας - χρόνου. Αν π2 = 10 το πλάτος της ταλάντωσης, είναι

a)

0,1 m

b)

0,2 m

c)

0,5 m

d)

1 m

11.

Ένα σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση πλάτους 0,1 m. Αν η μέγιστη τιμή της δύναμης επαναφοράς είναι 50 Ν, η ενέργεια της ταλάντωσης είναι

a)

5 J

b)

10 J

c)

2,5 J

d)

0,5 J

12.

Στην εικόνα φαίνεται η γραφική παράσταση κινητικής ενέργειας - απομάκρυνσης, ενός σώματος μάζας m = 1 kg το οποίο εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Η χρονική διάρκεια κίνησης του σώματος, από τη μια ακραία θέση στην άλλη είναι

a)

π10s\frac{\pi}{10}s

b)

π20s\frac{\pi}{20}s

c)

0,5 s0,5\ s

d)

1 s

13.

Ένα σώμα μάζας m = 0,5 kg ισορροπεί ακίνητο, δεμένο στο κάτω άκρο κατακόρυφου ελατηρίου, το άλλο άκρο του οποίου είναι ακλόνητα στερεωμένο. Εκτοξεύουμε το σώμα προς τα κάτω με ταχύτητα 4 m/s. Η ενέργεια της απλής αρμονικής ταλάντωσης, που εκτελεί το σώμα είναι

a)

4 J

b)

2 J

c)

16 J

d)

8 J

14.

Στην εικόνα φαίνεται ένα σώμα που ισορροπεί ακίνητο δεμένο στο άκρο ιδανικού ελατηρίου. Η παραμόρφωση του ελατηρίου είναι Δl = 0,1 m. Απομακρύνουμε το σώμα κατά d = 0,1 m και το αφήνουμε ελεύθερο, οπότε εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Αν g = 10 m/s2 το μέτρο της ταχύτητας του σώματος όταν διέρχεται από τη θέση ισορροπίας, είναι

a)

1 m/s

b)

10 m/s

c)

2 m/s

d)

0,5 m/s

15.

Το σώμα μάζας m ισορροπεί δεμένο στο άκρο του ιδανικού ελατηρίου το οποίο είναι συσπειρωμένο κατά Δl . Ανασηκώνουμε το σώμα στη θέση φυσικού μήκους του ελατηρίου και το αφήνουμε να εκτελέσει απλή αρμονική ταλάντωση. Αν g = 10 m/s2, η μέγιστη επιτάχυνση του σώματος είναι

a)

10 m/s2

b)

4 m/s2

c)

5 m/s2

d)

2,5 m/s2

16.

Ένα υλικό σημείο εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Η μέγιστη τιμή της ταχύτητας είναι 1 m/s και η μέγιστη τιμή της επιτάχυνσης 10 m/s2. Η γωνιακή συχνότητα της ταλάντωσης είναι

a)

10 rad/s

b)

100 rad/s

c)

20 rad/s

d)

50 rad/s

17.

Το σώμα (1) της εικόνας μάζας m1 = 3m είναι δεμένο στο ελεύθερο άκρο ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k και βρίσκεται σε λείο οριζόντιο δάπεδο. Πάνω στο σώμα (1) βρίσκεται ένα δεύτερο σώμα (2) μάζας m2 = m. Απομακρύνουμε το σύστημα από τη θέση ισορροπίας και το αφήνουμε να εκτελέσει απλή αρμονική ταλάντωση κατά τη διάρκεια της οποίας το σώμα (2) δεν ολισθαίνει πάνω στο σώμα (1) λόγω της στατικής τριβής. Η σταθερά επαναφοράς της ταλάντωσης του σώματος (2) είναι ίση με

a)

k

b)

k / 3

c)

k / 4

d)

k / 2

18.

Ο δίσκος μάζας Μ ισορροπεί δεμένος στο άκρο του ελατηρίου σταθεράς k. Συσπειρώνουμε επιπλέον το ελατήριο, κατά Δl και αφήνουμε ελεύθερο το δίσκο να κινηθεί. Ταυτόχρονα αφήνουμε ελεύθερη και τη μικρή σφαίρα, να πέσει από ύψος h. Αν τα δύο σώματα συγκρούονται στη θέση ισορροπίας του δίσκου, η τιμή του ύψους h, είναι

a)

gMπ28k\frac{gM\pi^2}{8k}

b)

gmπ28k\frac{gm\pi^2}{8k}

c)

g(M+m)π22k\frac{g\left(M+m\right)\pi^2}{2k}

d)

g(Mm)π24k\frac{g\left(M-m\right)\pi^2}{4k}

19.

Το σώμα μάζας m1 είναι δεμένο στο άκρο ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k και εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση πλάτους Α. Τη στιγμή που περνάει από τη θέση ισορροπίας, κινούμενο προς τη θετική φορά, συγκρούεται μετωπικά και πλαστικά με ένα δεύτερο σώμα ίσης μάζας, που κινείται προς την αρνητική φορά. Τη στιγμή της κρούσης για τα μέτρα των ορμών των δύο σωμάτων ισχύει η σχέση p1 = 2p2. Το πλάτος ταλάντωσης του συσσωματώματος είναι

a)

A2\frac{Α}{2}

b)

A3\frac{Α}{3}

c)

A22\frac{Α\sqrt[]{2}}{2}

d)

A24\frac{Α\sqrt[]{2}}{4}

20.

Το ένα άκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου είναι στερεωμένο σε οριζόντιο επίπεδο. Στο άλλο άκρο του συνδέεται σταθερά σώμα Α μάζας M = 3kg. Πάνω στο σώμα Α είναι τοποθετημένο σώμα Β μάζας m = 1kg και το σύστημα ισορροπεί µε το ελατήριο συσπειρωμένο από το φυσικό του μήκος κατά y1 = 0, 4m. Στη συνέχεια εκτρέπουμε το σύστημα κατακόρυφα προς τα κάτω κατά y2 = 0, 8m από τη θέση ισορροπίας του και το αφήνουμε ελεύθερο. Το μέτρο της ταχύτητας του σώματος Β, τη στιγμή εγκαταλείπει το σώμα Α, είναι

a)

323\sqrt[]{2} m/s

b)

232\sqrt[]{3} m/s

c)

2 m/s

d)

4 m/s

21.

Ο ρυθμός μεταβολής της ενέργειας dEdt\frac{\text{d}Ε}{\text{d}t} σε μια φθίνουσα ταλάντωση, είναι ίσος με:

a)
  • - bu

b)
  • - bu2

c)

Eo e-2Λt

d)

12DA2\frac{1}{2}DA^2

22.

Η δύναμη που δέχεται το σώμα μάζας m, από το υγρό κατά τη διάρκεια της ταλάντωσής του, δίνεται από τη σχέση

a)

F = mu

b)

F = -bu2

c)

F = - bu

d)

F = - kx

23.

Ένας ταλαντωτής δέχεται δύναμη αντίστασης στην κίνησή του, που είναι της μορφής Fαντ = -bu, όπου b θετική σταθερά και εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση. Το μέγεθος που μειώνεται εκθετικά με το χρόνο είναι

a)

η περίοδος της ταλάντωσης.

b)

η συχνότητα της ταλάντωσης.

c)

η απομάκρυνση του σώματος από τη θέση ισορροπίας.

d)

το πλάτος της ταλάντωσης.

24.

Το πλάτος της φθίνουσας ταλάντωσης ενός ταλαντωτή, που δέχεται δύναμη αντίστασης της μορφής Fαντ = -bu ελαττώνεται με μεγαλύτερο ρυθμό

a)

αν αυξήσουμε τη σταθερά απόσβεσης b.

b)

αν αυξήσουμε την αρχική ενέργεια της ταλάντωσης.

c)

αν ελαττώσουμε το αρχικό πλάτος της ταλάντωσης.

d)

αν ελαττώσουμε τη μέγιστη ταχύτητα της ταλάντωσης.

25.

Σημειακό αντικείμενο εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση μέσα σε κάποιο ρευστό και κατά τη διάρκεια της κίνησης δέχεται δύναμη αντίστασης της μορφής F = - bu. Η σταθερά απόσβεσης b εξαρτάται

a)

από την αρχική ενέργεια ταλάντωσης.

b)

από το αρχικό πλάτος ταλάντωσης.

c)

από τη σταθερά επαναφοράς της ταλάντωσης.

d)

από τις ιδιότητες του ρευστού, καθώς και από το σχήμα και το μέγεθος του αντικειμένου.

26.

Ένας ταλαντωτής εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση συχνότητας f. Το φαινόμενο του συντονισμού επιτυγχάνεται όταν η συχνότητα του διεγέρτη f

a)

είναι μεγαλύτερη από την ιδιοσυχνότητα fo του ταλαντωτή.

b)

είναι ίση με την ιδιοσυχνότητα fo του ταλαντωτή.

c)

έχει οποιαδήποτε τιμή μεταξύ fo και 2fo.

d)

έχει οποιαδήποτε τιμή μεταξύ 2fo και 4fo.

27.

Ένα σύστημα μάζα - ιδανικό ελατήριο εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση μικρής απόσβεσης με τη βοήθεια τροχού - διεγέρτη. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;

a)

Ο τρόπος με τον οποίο το ταλαντούμενο σύστημα απορροφά την ενέργεια είναι ανεξάρτητος από τη συχνότητα του διεγέρτη.

b)

Στην κατάσταση συντονισμού η ενέργεια μεταφέρεται στο σύστημα με το βέλτιστο τρόπο.

c)

Στην κατάσταση συντονισμού δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας.

d)

Σε μία περίοδο η ενέργεια που προσφέρει ο διεγέρτης είναι μικρότερη από την απώλεια ενέργειας λόγω απόσβεσης.

28.

Μηχανικό σύστημα εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση μικρής απόσβεσης και βρίσκεται σε κατάσταση συντονισμού. Αυξάνοντας τη συχνότητα του διεγέρτη

a)

αυξάνεται το πλάτος της ταλάντωσης.

b)

αυξάνεται η ιδιοσυχνότητα του συστήματος.

c)

μειώνεται το πλάτος της ταλάντωσης.

d)

αυξάνεται η ενέργεια της ταλάντωσης.

29.

Μηχανικό σύστημα εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση με μικρή απόσβεση. Αν αυξήσουμε τη σταθερά απόσβεσης, τότε ελαττώνεται

a)

η συχνότητα ταλάντωσης του συστήματος.

b)

η ιδιοσυχνότητα του συστήματος.

c)

η συχνότητα του διεγέρτη.

d)

το πλάτος της εξαναγκασμένης ταλάντωσης.

30.

Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;

a)

Το φαινόμενο της παλίρροιας αποτελεί ένα παράδειγμα εξαναγκασμένης ταλάντωσης.

b)

Κατά τη διάρκεια ενός σεισμού κίνδυνος κατάρρευσης ενός κτιρίου υπάρχει όταν η συχνότητα με την οποία πάλλεται το έδαφος είναι πολύ μεγαλύτερη από την ιδιοσυχνότητα του κτιρίου.

c)

όταν ένα λόχος στρατιωτών περνά από μια γέφυρα πρέπει να κινείται με συγχρονισμένο βηματισμό.

d)

Στην κατάσταση συντονισμού η απώλεια ενέργειας είναι πολύ μικρή.

31.

Μηχανικό σύστημα που περιλαμβάνει κατακόρυφο ιδανικό ελατήριο σταθεράς k και σώμα μάζας m, βρίσκεται μέσα σε δοχείο γεμάτο αέρα και εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση. Θεωρούμε ότι η δύναμη αντίστασης στην κίνηση από τον αέρα είναι της μορφής F = - bu, όπου b θετική σταθερά. Όταν το σώμα βρίσκεται σε ακραία θέση η επιτάχυνση α και η απομάκρυνση y από τη θέση ισορροπίας, ικανοποιούν τ σχέση

a)

α = kyα\ =-\ ky

b)

α=kmyα=-\frac{k}{m}y

c)

α=mkyα=\frac{m}{k}y

d)

a=ω2ya=ω^2y

32.

Ένας ταλαντωτής εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση μικρής απόσβεσης με πλάτος που μειώνεται σύμφωνα με τη σχέση A=AοeΛtΑ=Α_οe^{-Λt} όπου Αο το αρχικό πλάτος και Λ θετική σταθερά. Η ενέργεια του ταλαντωτή υπολογίζεται από τη σχέση και η αρχική τιμή της ισούται με Εο = 16 J. Από τη χρονική στιγμή t = 0 εως τη χρονική στιγμή t1 που το πλάτος της ταλάντωσης έχει μειωθεί κατά 25 % σε σχέση με το αρχικό, το έργο της δύναμης αντίστασης στην κίνηση, που δέχεται ο ταλαντωτής είναι ίσο με

a)
  • - 8 J

b)
  • - 7 J

c)
  • - 15 J

d)

10 J

33.

Το σύστημα ελατηρίου k = 400 N/m, μάζας m = 1 kg εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση πολύ μικρής απόσβεσης με τη βοήθεια ενός τροχού, όπως φαίνεται στην εικόνα. Αν η απομάκρυνση του σώματος από τη θέση ισορροπίας του μεγιστοποιείται κάθε 0,01 s, το σύστημα

a)

βρίσκεται σε κατάσταση συντονισμού.

b)

δε βρίσκεται σε κατάσταση συντονισμού.

34.

Μηχανικό σύστημα εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση μικρής απόσβεσης με συχνότητα f1 και πλάτος Α1 = 0,2 m. Ελαττώνοντας τη συχνότητα του διεγέρτη παρατηρούμε αύξηση του πλάτους της ταλάντωσης και στη συνέχεια μείωση αυτού μέχρι μια συχνότητα f2 για την οποία το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται και πάλι Α1. Κατά την παραπάνω διαδικασία η μεγαλύτερη διαφορά πλάτους που παρατηρούμε σε σχέση με το αρχικό πλάτος Α1 ισούται με 0,1 m. Το πλάτος της εξαναγκασμένης ταλάντωσης σε κατάσταση συντονισμού είναι

a)

0,3 m

b)

0,1 m

c)

0,2 m

d)

0,4 m