Pryzmat P wykonany z pewnego rodzaju szkła jest umieszczony w powietrzu. Przekrojem pryzmatu P jest trójkąt prostokątny równoramienny ABC.
Kąt graniczny dla szkła pryzmatu P określony względem powietrza jest równy αg=44∘.
Przyjmij, że prędkość światła w powietrzu jest równa prędkości światła w próżni.
Pryzmat P zanurzono w wodzie.
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Kąt graniczny dla szkła pryzmatu P określony względem wody, w porównaniu do kąta granicznego dla szkła pryzmatu P określonego względem powietrza, będzie
Rozważamy próbkę pewnego promieniotwórczego izotopu ZAX pierwiastka X.
Masy protonu, neutronu oraz jądra izotopu polonu 84218Po, wyrażone w jednostkach atomowych, mają następujące wartości:
mp=1,007276 u– masa protonu
mn=1,008665 u– masa neutronu
mPo=217,962858 u– masa jądra izotopu polonu84218Po.
W obliczeniach energii wykorzystaj związek: 1 u⋅c2≈931,5 MeV– gdzie c to wartosˊcˊ prędkosˊci sˊwiatła w proˊz˙ni.
Oblicz energię wiązania przypadającą na jeden nukleon dla jądra izotopu polonu 84218Po. Wynik podaj w MeV, zaokrąglony do trzech cyfr znaczących. Zapisz obliczenia.
Ciało C porusza się wzdłuż osi x. Zależność współrzędnej położenia x ciała C od czasu t opisują równania: x=x(t)={4+16t−4t240−8tdla 0 s≤t≤3 sdla 3 s<t≤5 s Wszystkie współczynniki w tych równaniach wyrażone są domyślnie przy pomocy jednostek podstawowych układu SI. Na wykresie 1. przedstawiono opisaną zależność x(t) dla 0 s≤t≤5 s.
Drogę przebytą przez ciało C od chwili t=0s do chwili t=5s oznaczymy jako sC. Wektor przemieszczenia ciała C od chwili t=0s do chwili t=5s oznaczymy jako ΔxC. Czas ruchu ciała C od chwili t=0s do chwili t=5s oznaczymy jako ΔtC.
Dokończ zdania. Wpisz właściwe liczby w wykropkowane miejsca.
Droga przebyta przez ciało C w czasie ΔtC jest równa sC= ......... m.
Wartość wektora ΔtCΔxC jest równa ΔtCΔxC= ......... sm.
Ciało C porusza się wzdłuż osi x. Zależność współrzędnej położenia x ciała C od czasu t opisują równania: x=x(t)={4+16t−4t240−8tdla 0 s≤t≤3 sdla 3 s<t≤5 s Wszystkie współczynniki w tych równaniach wyrażone są domyślnie przy pomocy jednostek podstawowych układu SI. Na wykresie 1. przedstawiono opisaną zależność x(t) dla 0 s≤t≤5 s.
Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. W chwili t=1s
1.
wartość przyśpieszenia ciała C jest równa 16 m/s².
Ciało C porusza się wzdłuż osi x. Zależność współrzędnej położenia x ciała C od czasu t opisują równania: x=x(t)={4+16t−4t240−8tdla 0 s≤t≤3 sdla 3 s<t≤5 s Wszystkie współczynniki w tych równaniach wyrażone są domyślnie przy pomocy jednostek podstawowych układu SI. Na wykresie 1. przedstawiono opisaną zależność x(t) dla 0 s≤t≤5 s.
Współrzędną prędkości ciała C oznaczymy jako vx. Dodatnia wartość vx będzie oznaczała, że zwrot wektora prędkości ciała C jest zgodny ze zwrotem osi x, a ujemna wartość – że zwrot wektora prędkości ciała C jest przeciwny do zwrotu osi x.
Na wykresie 2. narysuj zależność vx od czasu t dla 0s≤t≤5s.
Uczniowie wykonywali doświadczenie z wagą. Zakładamy, że waga wskazuje wartość siły nacisku działającej na wagę prostopadle do jej powierzchni, podzielonej przez wartość g przyśpieszenia grawitacyjnego.
Uczniowie ustawili wagę na poziomej ławce i położyli na niej klocek. Waga wskazała wartość m1 (zobacz rysunek 1.). Następnie uczniowie nachylili ławkę pod kątem α do poziomu i ponownie położyli na wadze ten sam klocek. Waga wskazała wartość m2 (zobacz rysunek 2.).
Waga oraz klocek pozostały nieruchome.
Na ten klocek działają trzy siły w układzie inercjalnym:
Ft – siła tarcia statycznego pomiędzy wagą a klockiem, działająca na klocek przy nachylonej ławce,
Fg – siła grawitacji działająca na klocek,
Fr – siła reakcji wagi działająca na klocek (siła nacisku wagi na klocek).
Przyjmij, że punkt S na diagramie jest reprezentacją klocka. Widok nachylonej ławki i klocka pozostawiono dla kontekstu. Długość boku kratki na diagramie odpowiada umownej jednostce siły. Oznaczono siłę grawitacji Fg.
Na diagramie narysuj i oznacz siłę tarcia Ft oraz siłę reakcji wagi Fr, działające na klocek (przyłożone w punkcie S). Zachowaj odpowiednie kierunki, zwroty oraz dokładne długości wektorów,odpowiadające wartościom tych sił.
Uczniowie wykonywali doświadczenie z wagą. Zakładamy, że waga wskazuje wartość siły nacisku działającej na wagę prostopadle do jej powierzchni, podzielonej przez wartość g przyśpieszenia grawitacyjnego.
Uczniowie ustawili wagę na poziomej ławce i położyli na niej klocek. Waga wskazała wartość m1 (zobacz rysunek 1.). Następnie uczniowie nachylili ławkę pod kątem α do poziomu i ponownie położyli na wadze ten sam klocek. Waga wskazała wartość m2 (zobacz rysunek 2.).
Waga oraz klocek pozostały nieruchome.
Na ten klocek działają trzy siły w układzie inercjalnym:
Ft – siła tarcia statycznego pomiędzy wagą a klockiem, działająca na klocek przy nachylonej ławce,
Fg – siła grawitacji działająca na klocek,
Fr – siła reakcji wagi działająca na klocek (siła nacisku wagi na klocek).
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Wskazania wagi m1 oraz m2 – opisane w zadaniu 2. – spełniają relację
A.
m1>m2,
ponieważ po nachyleniu ławki wartość siły nacisku klocka na wagę
Uczniowie wykonywali doświadczenie z wagą. Zakładamy, że waga wskazuje wartość siły nacisku działającej na wagę prostopadle do jej powierzchni, podzielonej przez wartość g przyśpieszenia grawitacyjnego.
Uczniowie ustawili wagę na poziomej ławce i położyli na niej klocek. Waga wskazała wartość m1 (zobacz rysunek 1.). Następnie uczniowie nachylili ławkę pod kątem α do poziomu i ponownie położyli na wadze ten sam klocek. Waga wskazała wartość m2 (zobacz rysunek 2.).
Waga oraz klocek pozostały nieruchome.
Na ten klocek działają trzy siły w układzie inercjalnym:
Ft – siła tarcia statycznego pomiędzy wagą a klockiem, działająca na klocek przy nachylonej ławce,
Fg – siła grawitacji działająca na klocek,
Fr – siła reakcji wagi działająca na klocek (siła nacisku wagi na klocek).
Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Gdy kąt nachylenia α ławki do poziomu rośnie, a waga oraz klocek o masie m nie poruszają się względem ławki, to
1.
wartość siły tarcia statycznego między wagą a klockiem wyraża się wzorem Ft=mgsinα.
P
F
2.
wartość siły tarcia statycznego pomiędzy wagą a klockiem maleje.
Walec W o promieniu R i masie m toczy się bez poślizgu ze stałą prędkością o wartości v po poziomym, płaskim podłożu.
Na rysunku poniżej przedstawiono położenia walca w chwili t0=0 s oraz w chwili t1=0,2 s. W czasie od chwili t0 do chwili t1 walec wykonał pół obrotu względem swojej osi.
Położenia wybranych punktów A i B, leżących na brzegu walca wzdłuż średnicy, w chwilach t0 oraz t1 oznaczymy – odpowiednio – jako A0, B0 oraz A1, B1. Punkty B0 i A1 dotykają podłoża.
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Prędkość kątowa w ruchu obrotowym walca W względem jego osi ma wartość
Walec W o promieniu R i masie m toczy się bez poślizgu ze stałą prędkością o wartości v po poziomym, płaskim podłożu.
Na rysunku poniżej przedstawiono położenia walca w chwili t0=0 s oraz w chwili t1=0,2 s. W czasie od chwili t0 do chwili t1 walec wykonał pół obrotu względem swojej osi.
Położenia wybranych punktów A i B, leżących na brzegu walca wzdłuż średnicy, w chwilach t0 oraz t1 oznaczymy – odpowiednio – jako A0, B0 oraz A1, B1. Punkty B0 i A1 dotykają podłoża.
Wartość przemieszczenia punktu A od chwili t0 do chwili t1 oznaczymy jako ∣A0A1∣. Oblicz iloraz R∣A0A1∣. Wynik podaj w postaci liczby niewymiernej. Zapisz obliczenia.
Walec W o promieniu R i masie m toczy się bez poślizgu ze stałą prędkością o wartości v po poziomym, płaskim podłożu.
Na rysunku poniżej przedstawiono położenia walca w chwili t0=0 s oraz w chwili t1=0,2 s. W czasie od chwili t0 do chwili t1 walec wykonał pół obrotu względem swojej osi.
Położenia wybranych punktów A i B, leżących na brzegu walca wzdłuż średnicy, w chwilach t0 oraz t1 oznaczymy – odpowiednio – jako A0, B0 oraz A1, B1. Punkty B0 i A1 dotykają podłoża.
Walec W jest wewnątrz częściowo pusty i symetryczny względem osi przechodzącej przez jego środek. Moment bezwładności walca W względem jego osi wyraża się wzorem: I0=54mR2 Całkowitą energię kinetyczną toczącego się walca W oznaczymy jako Ekincalk. Ta energia wyraża się wzorem: Ekin całk=kmv2dla pewnego wspoˊłczynnika liczbowego k. Oblicz k. Zapisz obliczenia.
Satelity S1 oraz S2 poruszają się dookoła Ziemi jedynie pod wpływem grawitacji. Satelita S1 obiega Ziemię (Z) po orbicie kołowej, a satelita S2 obiega Ziemię po orbicie eliptycznej. Obie orbity leżą w jednej płaszczyźnie. Pomijamy wpływ innych ciał na ruch satelitów S1 oraz S2.
Poniżej podano niektóre oznaczenia i dane dla obu orbit:
• punkt P jest wspólny dla obu orbit (zobacz rysunek)
• odległość punktu P od środka Ziemi jest równa rP=15000km
• największą odległość satelity S2 od środka Ziemi oznaczymy jako rA
• odległości rP oraz rA wiąże relacja: rA=3rP.
Energię potencjalną w polu grawitacyjnym centralnym określamy względem nieskończoności – tzn. poziom zera energii potencjalnej jest w nieskończoności: Epot(∞)=0.
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Dla satelity w ruchu po orbicie kołowej iloraz EkinEpot, tzn. iloraz energii potencjalnej i kinetycznej, wynosi
Satelity S1 oraz S2 poruszają się dookoła Ziemi jedynie pod wpływem grawitacji. Satelita S1 obiega Ziemię (Z) po orbicie kołowej, a satelita S2 obiega Ziemię po orbicie eliptycznej. Obie orbity leżą w jednej płaszczyźnie. Pomijamy wpływ innych ciał na ruch satelitów S1 oraz S2.
Poniżej podano niektóre oznaczenia i dane dla obu orbit:
• punkt P jest wspólny dla obu orbit (zobacz rysunek)
• odległość punktu P od środka Ziemi jest równa rP=15000km
• największą odległość satelity S2 od środka Ziemi oznaczymy jako rA
• odległości rP oraz rA wiąże relacja: rA=3rP.
Wartość prędkości jednego z satelitów w punkcie P jest równa 6,3 km/s.
Ustal, który z satelitów – S1 czy S2 – ma w punkcie P taką prędkość. Wykonaj niezbędne obliczenia, które doprowadzą do tego ustalenia. Następnie zapisz swoją odpowiedź.
Satelity S1 oraz S2 poruszają się dookoła Ziemi jedynie pod wpływem grawitacji. Satelita S1 obiega Ziemię (Z) po orbicie kołowej, a satelita S2 obiega Ziemię po orbicie eliptycznej. Obie orbity leżą w jednej płaszczyźnie. Pomijamy wpływ innych ciał na ruch satelitów S1 oraz S2.
Poniżej podano niektóre oznaczenia i dane dla obu orbit:
• punkt P jest wspólny dla obu orbit (zobacz rysunek)
• odległość punktu P od środka Ziemi jest równa rP=15000km
• największą odległość satelity S2 od środka Ziemi oznaczymy jako rA
• odległości rP oraz rA wiąże relacja: rA=3rP.
Okres obiegu satelity S1 dookoła Ziemi oznaczymy jako T1, a satelity S2 – jako T2. Oblicz iloraz T2T1. Zapisz obliczenia.
Klocek, na który działa siła ciężkości o wartości Fc=1,0N, jest zawieszony na sprężynie i wykonuje drgania harmoniczne wzdłuż osi x zwróconej pionowo w górę, w jednorodnym, ziemskim polu grawitacyjnym.
Współrzędna położenia klocka w najniższym położeniu jest równa x=0 cm. Współrzędna położenia klocka w położeniu równowagi sił jest równa x0=5 cm. Współrzędna położenia klocka w najwyższym położeniu jest równa x=10 cm.
Gdy klocek znajduje się w najwyższym położeniu, to sprężyna nie jest odkształcona – jej długość jest równa długości swobodnej.
Przyjmij założenia:
• na ciężarek działają tylko siła sprężystości Fs sprężyny i siła ciężkości Fc • wartość siły sprężystości, z jaką sprężyna działa na ciężarek, jest wprost proporcjonalna do wydłużenia sprężyny ponad jej długość swobodną • pomijamy opory ruchu oraz pomijamy masę sprężyny • przyśpieszenie grawitacyjne ziemskie ma wartość g=9,81 m/s².
Na podstawie znaku współrzędnej wektora siły określamy jej zwrot. Dodatnia wartość współrzędnej siły oznacza, że zwrot siły działającej na ciężarek jest w górę (zgodnie ze zwrotem osi x), a ujemna wartość – że zwrot siły jest w dół.
Siłę wypadkową sił sprężystości Fs i ciężkości Fc oznaczymy jako Fw. Współrzędne tych sił oznaczymy – odpowiednio – jako: Fsx, Fcx oraz Fwx.
Na diagramach 1.-3. narysuj – odpowiednio – wykresy zależności Fsx, Fcx oraz Fwx od x.
Klocek, na który działa siła ciężkości o wartości Fc=1,0N, jest zawieszony na sprężynie i wykonuje drgania harmoniczne wzdłuż osi x zwróconej pionowo w górę, w jednorodnym, ziemskim polu grawitacyjnym.
Współrzędna położenia klocka w najniższym położeniu jest równa x=0 cm. Współrzędna położenia klocka w położeniu równowagi sił jest równa x0=5 cm. Współrzędna położenia klocka w najwyższym położeniu jest równa x=10 cm.
Gdy klocek znajduje się w najwyższym położeniu, to sprężyna nie jest odkształcona – jej długość jest równa długości swobodnej.
Przyjmij założenia:
• na ciężarek działają tylko siła sprężystości Fs sprężyny i siła ciężkości Fc • wartość siły sprężystości, z jaką sprężyna działa na ciężarek, jest wprost proporcjonalna do wydłużenia sprężyny ponad jej długość swobodną • pomijamy opory ruchu oraz pomijamy masę sprężyny • przyśpieszenie grawitacyjne ziemskie ma wartość g=9,81 m/s².
Naczynie zawierało wodę o masie M i temperaturze 40 °C. Do tego naczynia wrzucono kostki lodu o łącznej masie m i temperaturze -10 °C. Po pewnym czasie w naczyniu pozostała tylko ciekła woda w temperaturze 0 °C.