Fizyka Egzamin

- Zdefiniować pojęcie prędkości stałej oraz narysować wykres drogi od czasu dla wspomnianego przykładu.

Prędkość stała to prędkość, która się nie zmienia w danym czasie. Wykorzystuje się w opisywaniu ruchu jednostajnego.

- Jadąc otwartym samochodem ze stałą prędkością rzucamy piłkę pionowo do góry. Czy piłka upadnie za nami, przed nami czy spadnie do naszych rąk. Wszelkie opory pomijamy. Odpowiedź uzasadnij.

Piła spadnie w nasze ręce, ponieważ siła przy podrzuceniu działała tylko w płaszczyźnie pionowej a w płaszczyźnie poziomej nie działała żadna siła więc zgodnie z 1 zasadą dynamiki ciało porusza się dalej z prędkośćią samochodu

- Zależność położenia od czasu podaje równanie: x(t) = A + Bt + 0,5Ct2. Jaki to ruch i co oznaczają symbole A, B i C.

Jest to ruch jednostajnie przyspieszony dla ciała według osi x. Współczynnik A przedstawia początkowe przsunięcie ciała, Współzynnik B oznacz początkową prędkość początkową a C przedstawia przyspieszenie ciała.

- Jakie przyspieszenie występuje w ruchu jednostajnym po okręgu? Podaj wzór i opisz wielkości w nim występujące.

W ruchu jednostajnym występuje tylko przyspieszenie dośrodkowe i normalne, którego wektor i wartość w tym przypadku są takie same jak przyspieszenie dośrodkowe. 𝑎𝑑 = 𝑉𝑠 2 𝑅 [𝑚 𝑠 2 ] ad – przsypieszenie dośrodkowe Vs 2 – Prędkość styczna R – Promień ciała

- Z jaką prędkością uderzy w ziemię jabłko spadające z jabłoni z wysokości 5m? Odpowiedź uzasadnij obliczeniami. Założyć brak oporów powietrza oraz przyśpieszenie ziemskie 10m/s2.

Obliczyć z zasady zachowania energii 𝑚𝑔ℎ = 𝑚𝑉 2 2

- Z jakich ruchów składowych złożony jest rzut ukośny? Opisz poszczególne ruchy, przy założeniu braku oporów powietrza.

Ruch ukośny opisują funkcje położenia względem ustalonego punktu odniesienia x i y oraz kąt z jakim ciało się porusza względem osi x. Początkowy wektor prędkości rozkłada się na wektory osi x i y według kąta.

Z jakim przyspieszeniem powinna poruszać się winda w dół, aby znajdujące się w niej ciała znajdowały się w stanie nieważkości?

 Powinna poruszać się z taką samą siłą jak przyspieszenie grawitacyjne w tym miejscu.

- Od czego zależy przyśpieszenie „g” na Ziemi.

Zależy od masy ziemii oraz ciała i dystansie pomiędzy środkami ziemii i ciała.

Zdefiniować przyspieszenie jednostajne prostoliniowe oraz narysować wykresy prędkości oraz drogi w funkcji czasu. Podać wzory na drogę i prędkość wraz z ich opisem.

Przyspieszenie jednostajne prostoliniowe to przyspieszenie nie zmieniające się w danym czasie na drodze prostej.

- Kiedy ciało o masie m będzie poruszało się ruchem:  jednostajnym prostoliniowym

Gdy na ciało nie będą działały żadne siły lub działające siły będą się równoważyć

Kiedy ciało o masie m będzie poruszało się ruchem: Jednostajnie zmiennym prostoliniowym

Gdy na ciało działają siły które się nie równoważą. Przyspieszenie jest proporcjonalne do działającej siły

- Kiedy ciało o masie m będzie poruszało się ruchem:  jednostajnym obrotowym

Gdy ciało obraca się wokół jakiejś osi ze stałą prędkością styczną i kątową.

- Kiedy ciało o masie m będzie poruszało się ruchem: jednostajnie zmiennym obrotowym

Gdy ciało obraca się wokół jakiejś osi i wartość przyspieszenia stycznego i kątowego jest niezerowa

Jakie siły działają na zsuwające się z górki sanki. Zrobić poprawny rysunek z zaznaczeniem wszystkich działających na sanki sił.

Działa siła grawitacji, Nacisku i Tarcia. Grawitacja działa pionowo w dół, Nacisku w górę równolegle do podłoża a tarcia w tył równolegle do podłoża

Moment bezwładności bryły sztywnej, twierdzenie Steinera. Podać wzór i opisać wielkości w nim występujące

Moment bezwładności opisuje bezwładność ciała. Twierdzenie Stainera mówi o momencie bezwładności ciała dla osi która nie przechodzi przez środek masy ciała

Co to jest moment bezwładności i od czego zależy? Podać wzór i opisać wielkości w nim występujące.

Moment bezwładności określa bezwładność ciała w ruchu obrotowym wobec danej osi. Jest to suma wszystkich punktów ciała pomnożonych przez ich kwadrat odległość od osi.

Podać wzór na moment bezwładności jednorodnego walca względem osi walca. Dla jednorodnego pręta względem osi przechodzącej przez środek jak i brzeg pręta prostopadłej do pręta.

obrzek

Co to jest moment siły? Podać wzór i opisać wielkości w nim występujące

Moment siły jest wektorową wielkością fizyczną równą iloczynowi wektorów ramienia siły, siły i kąta między wektorem siły a promieniem

Od czego zależy przyśpieszenie ciała zsuwającego się z gładkiej równi pochyłej. Podaj wzór i opisz wielkości w nim występujące.

Gładka powierzchnia to taka, na której nie wytwarza się tarcie. Przyspieszenie takiego ciała zależy przyspieszenia grawitacyjnego i kąta nachylenia równi.

Stoisz na wadze sprężynowej(łazienkowej) w windzie. Co będzie wskazywała waga gdy  winda jest nieruchoma

 pokazuje faktyczną masę ciała

- Stoisz na wadze sprężynowej(łazienkowej) w windzie. Co będzie wskazywała waga gdy: winda porusza się do góry ze stałą prędkością

 pokazuje faktyczną masę ciała

- Stoisz na wadze sprężynowej(łazienkowej) w windzie. Co będzie wskazywała waga gdy: winda porusza się do góry ze stałym przyspieszeniem

 pokazuje masę większą niż faktyczna masa

- Stoisz na wadze sprężynowej(łazienkowej) w windzie. Co będzie wskazywała waga gdy: winda porusza się na dół ze stałą prędkością

 pokazuje faktyczną masę

- Stoisz na wadze sprężynowej(łazienkowej) w windzie. Co będzie wskazywała waga gdy: winda porusza się na dół ze stałym przyspieszeniem

 pokazuje masę mniejszą niż faktyczna

- Stoisz na wadze sprężynowej(łazienkowej) w windzie. Co będzie wskazywała waga gdy: winda spada swobodnie

 pokaże 0 bo ciało będzie w stanie nieważkości i ciężko wtedy się zważyc.

- Jakie siły działają na opadający w wodzie kamień?

 Działa siła grawitacji, wyporu i oporu wody.

- Podaj treść prawa Archimedesa.

 Siła wyporu ciała jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało.

- Siła wyporu, z jakiego prawa fizyki wynika i od czego zależy jej wartość?

Siła wyporu wynika z prawa Archimedesa, jej wartość zależy od gęstości płynu, przyspieszenia grawitacyjnego i objętości ciała zanurzonego w tym płynie.

- Ile wynosi gęstość ciała pływającego w cieczy o gęstości ρ zanurzając się do 2/3 swojej objętości? Odpowiedź uzasadnij stosownymi obliczeniami.

Gęstość ciała wynosi 2/3 gęstości cieczy, ponieważ siła wyporu równoważy siłę przyciągania gdy zanurzone jest 2/3 objętości ciała i ze wzoru

- Czy siła dośrodkowa wykonuje pracę mechaniczną? Odpowiedź uzasadnij.

Wykonuje pracę mechaniczną, ponieważ wektor siły jest prostopadły do kierunku ruchu

Walec toczy się po powierzchni poziomej bez poślizgu. Jaka część całkowitej energii kinetycznej stanowi energia ruchu obrotowego? Moment bezwładności walca wynosi I = 1/2mr2.

 Stanowi 1/3 energii całkowitej

- Jesteś w łyżwach i stoisz na gładkim lodzie w rękach trzymasz ciężki kamień. Wyjaśnij dlaczego rzucając kamień do przodu zaczniesz się poruszać do tyłu? Od czego będzie zależała twoja prędkość?

Zgodnie z zasadą zachowania pędu, gdy na układ ciał nie działa żadna siła lub działające siły się równoważą pęd układu jest stały. (𝑚1+𝑚2)𝑉 = 𝑚1𝑉1 − 𝑚2𝑉2 Prędkość będzie zależała od prędkości wyrzuconego kamienia, jego masy i masy łyżwiarza

- Przedstaw na wykresie jak zmienia się energia kinetyczna i potencjalna ciała swobodnie spadającego z wysokości h.

obraz

Zasada zachowania pędu

Jeśli na układ ciał nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą pęd układu jest stały

Zasada zachowania momentu pędu

jeśli na układ ciał nie działają żadne momenty sił lub działające momenty sił się równoważą moment pędu układu jest stały

Zasada zachowania energii

- W dowolnym procesie całkowita energia układu izolowanego jest stała.

- Zasada zachowania pędu, trzy różne przykłady

 Wystrzał z pistoletu, kopnięcie piłki, skok.

Podnosisz masę m na wysokość h, a następnie te samą masę wsuwasz po gładkiej równi pochyłej na tę samą wysokość H. Jaką pracę wykonujesz w obu przypadkach? Odpowiedź uzasadnij.

Praca to zmiana energii, więc przemieszczając tą masę o taką samą wysokość praca będzie taka sama 𝛥𝐸 = W

- Prędkość ciała wzrasta dwa razy, ile razy wzrośnie energia kinetyczna ciała?

 Energia kinetyczna jest proporcjonalna do kwadratu prędkości więc wzrośnie 4-krotnie.

Energia kinetyczna ciała wzrasta cztery razy. Jak zmieni się prędkość tego ciała?

Prędkość zwiększy się moc? Odpowiedź uzasadnij.  Nie mają, ponieważ moc to praca wykonana w czasie więc maszyny, które wykonały tą samą pracę ale w innym czasie nie mają takiej samej mocy.

- Ruch drgający harmoniczny prosty:

obrazek

Jaki ruch nazywamy ruchem drgającym harmonicznie prostym - opisz ten ruch(równanie ruchu wraz z opisem wielkości w nim występujących) oraz jakie warunki muszą być spełnione aby ruch drgający można było nazwać harmonicznym?

Ruchem drgającym jest każdy ruch, w którym następuje powtarzanie się stanu ruchu. Oznacza to, że istnieje taki okres czasu T, po upływie którego położenie, prędkość i przyspieszenie ciała osiągają takie same wartości.

Ruch drgający harmoniczny prosty: równanie położenia, prędkości i przyśpieszenia w funkcji czasu.

obr

- Co należy zrobić gdy zegar wahadłowy spóźnia się? Podpowiedź: wzór na okres drgań wahadła fizycznego.

Należy skrócić długość wachadła

Jak zmieni się okres drgań wahadła matematycznego jeśli jego długość zwiększymy dwukrotnie?

Okres się zwiększy o √2

- Stojący zegar wahadłowy ustawiono w Gdyni. Czy będzie on poprawnie „chodził” po przeniesieniu go na równik lub na biegun? Odpowiedź uzasadnij.

Nie będzie działał poprawnie, ponieważ okres takiego wahadła zależny jest od przyspieszenia grawitacyjnego, która się równi w Gdynii, równiku i biegunie.

- Co to jest interferencja fal?

jest szczególnym przypadkiem superpozycji fal. Zachodzi, gdy dane są dwie fale harmoniczne o taj samej amplitudzie i częstotliwości.

- Co to jest interferencja konstruktywna fali?

Interferencja konstruktywna (wzmocnienie fali) ma miejsce wówczas, gdy nakładające się na siebie fale są zgodne w fazie, tzn. gdy grzbiety i doliny interferujących ze sobą fal się pokrywają.

- Co to jest fala stojąca i kiedy powstaje?

fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w tym samym kierunku, lecz o przeciwnych zwrotach.

- Podaj równanie fali i opisz wielkości w nim występujące.

kkk

- Czym się różni fala poprzeczna od fali podłużnej?

fala poprzeczna-kierunek drgań cząsteczek jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali tylko w ciałach stałych. fala podłużna- kierunek drgań cząsteczek jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali. w ciałach stałych, cieczach i gazach.

- Co to jest fala mechaniczna?

fala rozchodząca się w ośrodkach sprężystych poprzez rozprzestrzenianie się drgań tego ośrodka. Przykładami fal mechanicznych są fale morskie, fale dźwiękowe, fale sejsmiczne.

- Co to są dudnienia i kiedy powstają?

zjawisko powstające w wyniku nałożenia się dwóch drgań harmonicznych o tych samych amplitudach i nieznacznie różniących się częstotliwościami. Podczas dudnienia powstają drgania, których amplituda zmienia się w sposób harmoniczny w czasie.

- Co to jest poziom natężenia dźwięku?

Poziom natężenia dźwięku – logarytmiczna miara natężenia dźwięku. Jednostką otrzymanej wartości jest decybel.

- Podaj równanie opisujące zmianę częstotliwości w zjawisku Dopplera.

?

Czy wartość siły oddziaływania pomiędzy dwoma ładunkami zależy od ośrodka w którym te ładunki się znajdują?

tak. prawo columba. Siła oddziaływania wzajemnego ładunków elektrycznych zależy od ośrodka, w którym ładunki te się znajdują.

- Podaj prawo Gaussa i omów wielkości w nim występujące.

Całkowity strumień pola elektrycznego, wychodzącego z dowolnej powierzchni zamkniętej jest wprost proporcjonalny do sumy ładunków będących wewnątrz tej powierzchni.

Podaj zależność między natężeniem pola elektrycznego a potencjałem pola elektrycznego.

huj wie

- Podać prawo Coulomba

siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

oraz omów zasadę superpozycji.

pole (siła) pochodzące od kilku źródeł jest wektorową sumą pól (sił), jakie wytwarza każde z tych źródeł. Spełniają ją, w dość dużym zakresie, pole elektromagnetyczne i pole grawitacyjne, a w konsekwencji siły pochodzące od nich, m.in. siła Coulomba.

Podać i opisz wzór na energię potencjalną oddziaływania elektrostatycznego dwóch ładunków elektrycznych.

Jeżeli w danym układzie ładunków ulega zmianie ich konfiguracja to zmienia się wartość energii potenc. tego układu. Zmiana ta jest równa pracy (W) wykonanej nad układem przez siłę elektrost.: |W| = ΔEp = Epk – Ep0,

- Podaj definicję natężenia pola elektrycznego

Natężenie pola elektrostatycznego jest wektorową wielkością fizyczną, zdefiniowaną jako stosunek siły Coulomba, działającej na ładunek próbny umieszczony w polu elektrostatycznym do wartości tego ładunku:

- Podaj definicję potencjału elektrycznego

Potencjałem elektrycznym {\displaystyle \varphi} \varphi w dowolnym punkcie P pola nazywa się stosunek pracy W wykonanej przez siłę elektryczną przy przenoszeniu ładunku q z tego punktu do nieskończoności, do wartości tego ładunku:

Jaką pracę należy wykonać aby przenieść jeden elektron w polu o różnicy potencjału 10V e=1,6×10-19C?

hgw

- Jaką wielkość fizyczną mierzymy w faradach?

pojemność elektryczna przewodnika elektrycznego, którego potencjał zwiększa się o 1 wolt po dostarczeniu ładunku 1 kulomba///w przewodniku o potencjale jednego wolta można „umieścić” ładunek o wartości jednego kulomba

- Jakie pojemności można uzyskać dysponując dwoma kondensatorami o pojemności 2pF każdy?

szeregowo C=2pf/2 równolegle C=4pf

- Podaj wzory na energię elektrostatyczną naładowanego kondensatora.

E=0,5CU^2 inny E=1/2*Q^2/C

Podaj definicję pojemności kondensatora.

Pojemność C kondensatora jest równa ilorazowi ładunku Q zgromadzonego na jego okładce przez różnicę potencjałów Umiędzy jego okładkami. Zależność tą wyrażamy wzorem: C=Q/U

- Podaj wzór i opisz wielkości w nim występujące na pojemność kondensatora płaskiego.

Pojemność kondensatora płaskiego jest wprost proporcjonalna do powierzchni S jego okładki i odwrotnie proporcjonalna do odległości d między okładkami. C=EPSr*EPS0*S/D

- Podać prawo Ohma

Stosunek natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia pomiędzy jego końcami jest stały. I/U=const, I~U

- Podać I prawo Kirchhoffa

Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego węzła.

- Podać II prawo Kirchhoffa

W zamkniętym obwodzie suma spadków napięć na oporach równa jest sumie sił elektromotorycznych występujących w tym obwodzie[1]

- Podaż wzór na moc prądu stałego

Moc wydzielająca się przy przepływie przez przewodnik prądu o natężeniu I, przy napięciu U panującym na jego końcach wyraża się wzorem:; P=U*I

- Podać wzór na ciepło Joula-Lentz’a

Q=R*It^2 Q – ilość wydzielonego ciepła I – natężenie prądu elektrycznego R – opór elektryczny przewodnika t – czas przepływu prądu.

- Podaj prawo Biota-Savarta, wzór oraz rysunek.

Prawo Biota-Savarta – służy do wyznaczania wartości indukcji pola magnetycznego dB w określonym punkcie, powodowanej przez bardzo mały odcinek przewodnika dl, przez który przepływa prąd o natężeniu I. Prawo Biota-Savarta można zapisać w postaci wzoru:

- Podaj prawo Ampera i omów wielkości w nim występujące.

net

- Omówić regułę prawej i lewej ręki (rysunki i opis wielkości)

net

- Podaj prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya i opisz wielkości w nim występujące.

net