Zasady oceniania karta pracy

Transkrypt

1 Zadanie ) stosuje zasadę zachowania energii oraz zasadę zachowania pędu do opisu zderzeń sprężystych i niesprężystych. Zderzenie, podczas którego wózki łączą się ze sobą, jest zderzeniem niesprężystym. W takim zderzeniu spełniona jest tylko zasada zachowania pędu. m v = (m + 4m) u, skąd otrzymujemy prędkość po zderzeniu u = 1 5 v. Początkowa energia kinetyczna wózka E 1 = m v, energia kinetyczna połączonych wózków po zderzeniu E = (m+4m) u = 5m (1 5 v) = 1 m v 5 E 1. Energia nie jest zachowana. Zadanie 1.. 5) stosuje zasadę zachowania energii oraz zasadę zachowania pędu do opisu zderzeń sprężystych i niesprężystych. IV PR 1. Wymagania przekrojowe. Zdający: 8) przedstawia własnymi słowami główne tezy poznanego artykułu popularnonaukowego z dziedziny fizyki lub astronomii. Zderzenie jest sprężyste, więc powinny być spełnione obie zasady zachowania: pędu i energii. Sprawdzamy zasadę zachowania energii. Energia początkowa E 1 = m v, energia końcowa E = 0 + 4m ( 1 v) = m v Sprawdzamy zasadę zachowania pędu. Pęd początkowy p 1 = m v, pęd końcowy p = 0 + 4m 1 v = m v p 1. Pęd nie jest zachowany. Nie jest możliwe, aby skutki zderzenia były takie, jak przypuszczano. = E 1. Zadanie ) stosuje zasadę zachowania energii oraz zasadę zachowania pędu do opisu zderzeń sprężystych i niesprężystych. 1

2 Prędkości wózków po zderzeniu obliczamy, stosując jednocześnie zasadę zachowania pędu i zasadę zachowania energii. m v = m u 1 + 4m u i m v = m u 1 + 4m u Przekształcamy równania do postaci: v u 1 = 4 u (1), v u 1 = 4 u (). Dzieląc równania stronami, otrzymujemy v + u 1 = u. Podstawiamy u do równania (1); po przekształceniach: u 1 = 3 5 v. Obliczamy u = 5 v. Wyniki oznaczają, że wózek uderzający odbija się i zaczyna się poruszać w przeciwną stronę. Wyniki potwierdzają, że proponowane w poprzednim zadaniu prędkości wózków nie były poprawne. Zadanie.1. IV PR 5. Termodynamika. Zdający: 1) wyjaśnia założenia gazu doskonałego i stosuje równanie gazu doskonałego (równanie Clapeyrona) do wyznaczenia parametrów gazu, ) opisuje przemianę izotermiczną, izobaryczną i izochoryczną, 6) oblicza zmianę energii wewnętrznej w przemianach izobarycznej i izochorycznej oraz pracę wykonaną w przemianie izobarycznej, 7) posługuje się pojęciem ciepła molowego w przemianach gazowych. IV PR 1. Wymagania przekrojowe. Zdający: kalkulatorem. W opisanej sytuacji gaz ulega przemianie izobarycznej ciśnienie gazu jest przez cały czas równe p 0 = 1000 hpa. Ciepło oddane przez gaz wyraża się wzorem Q = n C p T, gdzie C p = C V + R = 5 R. Do obliczenia zmiany temperatury stosujemy równanie Clapeyrona: p V = n R T. W przemianie izobarycznej objętość zmienia się proporcjonalnie do temperatury, co pozwala zapisać: p V = n R T oraz Q = n 5 R T = 5 p V = 5 p S x, skąd obliczamy: x = Q = 0,03 m. 5 p S Zadanie.. IV PR 5. Termodynamika. Zdający: 1) wyjaśnia założenia gazu doskonałego i stosuje równanie gazu doskonałego (równanie Clapeyrona) do wyznaczenia parametrów gazu, ) opisuje przemiany izotermiczną, izobaryczną i izochoryczną, 6) oblicza zmianę energii wewnętrznej w przemianach izobarycznej i izochorycznej oraz pracę wykonaną w przemianie izobarycznej,

3 7) posługuje się pojęciem ciepła molowego w przemianach gazowych. IV PR 1. Wymagania przekrojowe. Zdający: kalkulatorem. W opisanej sytuacji gaz podlega przemianie izochorycznej objętość gazu jest przez cały czas równa V = 50 dm 3. Ciepło oddane przez gaz wyraża wzór: Q = n C V T, gdzie C V = 3 R. Do obliczenia zmiany temperatury stosujemy równanie Clapeyrona: p V = n R T. W przemianie izochorycznej ciśnienie zmienia się proporcjonalnie do temperatury, co pozwala zapisać: p V = n R T. Można więc zapisać: Q = n 3 R T = 3 p V i na tej podstawie obliczyć: p = Q 3 V = 300 J = 4000 Pa = 40 hpa. 3 0,05 m3 Zadanie3. IV PR. Mechanika bryły sztywnej. Zdający: 5) wyznacza położenie środka masy. IV PR 4. Grawitacja. Zdający: 9) oblicza masę ciała niebieskiego na podstawie obserwacji ruchu jego satelity. IV PR 1. Wymagania przekrojowe. Zdający: kalkulatorem. Obliczamy położenie środka masy układu Pluton-Charon. 1 8 x s = m d m+ 1 = 1 d od środka Plutona, gdzie d jest odległością pomiędzy środkami Plutona 8 m 9 i Charona. Odległość Charona od środka masy układu jest równa R = 8 9 d. Rolę siły dośrodkowej działającej na Charona pełni siła grawitacji F g = F d, czyli G m 1 8 m 1 = d 8 m (4π R T ) R, skąd otrzymujemy: 8 T = π R d = π 9 d3 = π 8 (1, ) 3 G m G m 9 6, ,3 10 6,4 dni. Zadanie 4. I. Znajomość i umiejętność wykorzystywania pojęć i praw fizyki do IV PR 10. Fale elektromagnetyczne i optyka. Zdający: 6) stosuje prawa odbicia i załamania fal do wyznaczania biegu promieni w pobliżu granicy dwóch ośrodków, 7) opisuje zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia i wyznacza kąt graniczny. IV PR 1. Wymagania przekrojowe. Zdający: 3

4 kalkulatorem, 4) interpoluje, ocenia orientacyjnie wartość pośrednią (interpolowaną) między danymi w tabeli, także za pomocą wykresu. Z rysunku wynika, że kąt padania promienia na ścianę boczną jest równy α = 45. Obliczamy kąt załamania β. 1 sin45 = 1,67 sinβ, skąd β = 5 Obliczamy kąt padania α na drugą ścianę boczną pryzmatu: α = 90 5 = 65. Obliczamy kąt załamania γ na drugiej ścianie: 1,67 sin65 = 1 sinγ, skąd sinγ = 1,5, a to oznacza, że kąt załamania nie istnieje i na tej ścianie dochodzi do całkowitego wewnętrznego odbicia. Odbity promień pada na podstawę pryzmatu. Korzystając z rysunku, obliczamy kąt padania na podstawę pryzmatu α = 0. Obliczamy kąt załamania δ promienia przechodzącego przez podstawę pryzmatu: 1,67 sin0 = 1 sinδ, skąd δ 35. Zadanie 5. III. Wykorzystanie i przetwarzanie informacji zapisanych w postaci tekstu, tabel, wykresów, schematów i rysunków. IV PR 6. Ruch harmoniczny i fale mechaniczne. Zdający: 13) opisuje efekt Dopplera w przypadku poruszającego się źródła i nieruchomego obserwatora. III G 8. Wymagania przekrojowe. Zdający: 8) [...] odczytuje dane z wykresu; Początkowo mikrofon rejestrował dźwięk f 0 = 600 Hz o takiej częstotliwości, jaką miał dźwięk emitowany przez motocykle, ponieważ oba motocykle spoczywały. Po wznowieniu pomiaru częstotliwości odbierane przez mikrofon były różne. Dźwięk wyższy pochodził od motocykla zbliżającego się do mikrofonu, a dźwięk niższy od tego, który oddalał się od mikrofonu. Szybszy był ten motocykl, dla którego zmiana częstotliwości dźwięku była większa. Oddalał się on od mikrofonu, a częstotliwość odbierana była równa f = 570 Hz. v Korzystamy ze wzoru na efekt Dopplera dla oddalającego się źródła:f = f d 0 Po przekształceniach otrzymujemy: v = v d f 0 f f = 340 m s 600 Hz 570 Hz 570 Hz v d +v. 17,9 m s. 4

5 Zadanie 6. POZIOM PODSTAWOWY I. Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych. IV PR 6. Ruch harmoniczny i fale mechaniczne. Zdający: 1) analizuje ruch pod wpływem sił sprężystych (harmonicznych); podaje przykłady takiego ruchu. a) Korzystamy ze wzorów na prędkość i przyspieszenie w ruchu drgającym: v(t) = A ω cos(ω t), gdzie A ω = v max, a(t) = A ω sin(ω t), gdzie A ω = a max. Możemy zauważyć, że a max = v max ω = v max π f. b) Z zależności x(t) = 0,0 sin (1 t + π ) można odczytać: A = 0,0 m i ω = 1 1 s. Obliczamy v max = 0,0 m 1 1 s = 0,4 m s oraz a max = 0,0 m (1 1 s ) =,88 m s. Zadanie 7.1. II. Analiza tekstów popularnonaukowych i ocena ich treści. 3) wykorzystuje zasadę zachowania energii mechanicznej do obliczania parametrów ruchu. IV PR 1. Ruch punktu materialnego. Zdający: 8) wyjaśnia ruch ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona. Piłka uderza o podłogą z prędkością, którą można obliczyć z zasady zachowania energii: mgh = mv, skąd v 1 = gh = 9,81 1 4,4 m s. Po odbiciu piłka osiąga wysokość 60 cm, co pozwala obliczyć prędkość, z jaką się odbija: v = gh = 9,81 0,6 3,4 m s. Siła oddziaływania piłki na podłogę ma taką samą wartość, jak siła, z jaką podłoga działa na piłkę w czasie kontaktu piłki z podłogą. Na piłkę działa siła F = p, gdzie p jest zmianą pędu t piłki na skutek oddziaływania z podłogą. Wektor zmiany pędu p wyznaczamy jako różnicę wektorów pędu końcowego i początkowego. Wartość zmiany pędu jest równa: p = p 1 + p = mv 1 + mv = 3,1 kg m s. Wartość siły oddziaływania: F = 3,1 kg m s 0,1 s = 31 N 5

6 Zadanie 7.. I. Znajomość i umiejętność wykorzystywania pojęć i praw fizyki do II. Analiza tekstów popularnonaukowych i ocena ich treści. IV PR 1. Ruch punktu materialnego. Zdający: 8) wyjaśnia ruch ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona. Jeżeli piłka nie odbija się od podłogi, to jej pęd końcowy ma wartość zero, a zmiana pędu piłki jest równa p = p 1, czyli jest mniejsza niż podczas odbicia. Wartość średniej siły działającej w takim samym czasie jak poprzednio także będzie mniejsza. 6