09-TYP-2015 DYNAMIKA RUCHU PROSTOLINIOWEGO

Transkrypt

1 Włodzimierz Wolczyński 09-TYP-2015 POWTÓRKA PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII ROZSZERZONY DYNAMIKA RUCHU PROSTOLINIOWEGO Obejmuje działy u mnie wyszczególnione w konspektach jako 01 WEKTORY, KINEMATYKA. RUCH JEDNOSTAJNY PROSTOLINIOWY 02 WEKTORY, KINEMATYKA. RUCH JEDNOSTAJNY PROSTOLINIOWY 03 KINEMATYKA. RUCH JEDNOSTAJNIE ZMIENNY 04 KINEMATYKA. RUCH JEDNOSTAJNIE ZMIENNY 05 DYNAMIKA 06 DYNAMIKA - PRACA, MOC, ENERGIA 07 RZUTY W POLU GRAWITACYJNYM - I 08 RZUTY W POLU GRAWITACYJNYM - II 09 PĘD ZASADA ZACHOWANIA PĘDU str. 1

2 Zadanie 1. (0-4) p[kgm/s] Obok przedstawiony jest wykres zależności pędu pewnego ciała od czasu w jego ruchu prostoliniowym. W 10-tej sekundzie ruchu prędkość ciała wynosi 5 m/s t[s] Zadanie 1.1. (0-1) Oblicz wartość siły wypadkowej jaka działa na to ciało w pierwszych dwóch sekundach ruchu. Zadanie 1.2 (0-1) Masa tego ciała wynosi A. 1 kg B. 10 kg C. 0,1 kg D. za mało danych, by ją obliczyć Zadanie 1.3 (0-1) Nazwij typ ruchu, jakim porusza się to ciało po 20-tej sekundzie ruchu. Zadanie 1.4 (0-1) Gdyby masa ciała wynosiła 10 kg (nie ma to nic wspólnego z zadaniem 1.2.), to droga przebyta w czasie 30-tu sekund wynosiłaby: A. 10 m B. 20 m C. 30 m D. za mało danych, by ją obliczyć Zadanie 2. (0-1) v W pewnym momencie, benzyna w cysternie samochodowej ułożyła się jak na rysunku obok. Zaznacz właściwe uzupełnienia A-C oraz 1-3. str. 2

3 A jednostajnym 1 zgodny Samochód jechał wówczas ruchem B przyspieszonym a wektor 2 przeciwny przyspieszenia ma C opóźnionym zwrot 3 inny ze zwrotem prędkości Zadanie 3. (0-8) Na poniższym schemacie w punkcie A jest ustawiona armata, z poziomą lufą oraz cel C. Pocisk można wystrzelić wyłącznie z prędkością początkową v o = 400 m/s i większą, w zależności od ładunku prochu. W zadaniu opór powietrza pomiń, a przyspieszenie ziemskie zaokrąglij do g = 10 m/s 2. A C h A = 400 m npm. h C = 320 m npm. a = 1800 m Zadanie 3.1 (0-1) Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe P, czy fałszywe F. 1 W tych warunkach nie ma szans, by trafić w cel. P F 2 W kierunku poziomym wystrzelony pocisk poruszałby się ruchem jednostajnym P F 3 W czasie lotu pocisku rośnie jego energia kinetyczna, a tym samym i mechaniczna (czyli całkowita, równa sumie potencjalnej i kinetycznej) P F Wypełnia sprawdzający Suma na stronach 2-3 Nr zadania Maks. liczba pkt Uzyskana liczba pkt str. 3

4 Zadanie 3.2 (0-4) Wykaż, że pocisk trafi w cel dokładnie przy prędkości początkowej równej 450 m/s. Pamiętaj, że v o = 450 m/s. Przystępując do wykonania zadania przyjmij, że punktem o współrzędnych (0,0) jest punkt A. Napisz, używając współczynników z układu SI zależności: - współrzędnej poziomej położenia od czasu, x(t) - współrzędnej pionowej położenia od czasu, y(t) - równanie toru, y(x) str. 4

5 Zadanie 3.3 (0-3) Pamiętaj, że pocisk wystrzelono z prędkością 450 m/s. Masa pocisku wynosi 30 kg. Tym razem jako poziom odniesienia przyjmij poziom celu. Oblicz energię potencjalną, kinetyczną i mechaniczną pocisku w chwili trafienia w cel. W chwili trafienia w cel pocisk ma energię: - potencjalną - kinetyczną - mechaniczną Wypełnia sprawdzający Suma na stronach 4-5 Nr zadania Maks. liczba pkt 4 3 Uzyskana liczba pkt str. 5

6 Zadanie 4. (0-7) Ze stoku o nachyleniu α = 15 o zjeżdża samochód o masie m = 1 tona z przyspieszeniem a = 1,62m/s 2. T F s Zadanie 4.1 (0-1) Na rysunku zaznaczono składową ciężaru, siłę zsuwającą oraz siłę tarcia. Dorysuj stosując właściwe proporcje -ciężar ciała, - składową ciężaru siłę nacisku, - siłę sprężystości podłoża. Zadanie 4.2 (0-1) Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe P, czy fałszywe F. 1 W czasie zjazdu samochodu jest spełniona zasada zachowania energii mechanicznej 2 Współczynnik tarcia kinetycznego jest minimalnie większy od współczynnika tarcia statycznego 3 Jeśli kąt nachylenia by wzrósł, to samochód staczałby się z większym przyspieszeniem P P P F F F Zadanie 4.3 (0-2) Wykaż, że współczynnik tarcia kinetycznego tocznego kół samochodu o asfalt wynosi około μ = 0,1. str. 6

7 Zadanie 4.4 (0-3) Oblicz jaką moc musiałby mieć silnik tego samochodu, aby podjeżdżał on pod ten stok ze stałą prędkością v = 5 m/s. Zadanie 5. (0-5) W tunelu aerodynamicznym porusza się pionowo w górę wagonik windy. Wagonik hamuje na drodze s = 1 m, tak szybko że ciała w nim znajdujące się są w stanie nieważkości. Zadanie 5.1. (0-2) Jaki jest czas hamowania wagonika? Zadanie 5.2. (0-2) Z jaką prędkością jechał wagonik tuż przed hamowaniem Wypełnia sprawdzający Suma na stronach 6-7 Nr zadania Maks. liczba pkt Uzyskana liczba pkt str. 7

8 Zadanie 5.3. (0-1) Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe P, czy fałszywe F. 1 Gdyby wagonik hamował z jeszcze większym opóźnieniem niż w zadaniu, to ciała w nim znajdujące się wywierałyby nacisk nie na podłogę, a na sufit. 2 Gdyby ten wagonik jechał w dół i hamował z takim samym opóźnieniem jak w zadaniu, to nacisk ciał znajdujących się tam byłby dwukrotnie większy niż ich ciężar. P P F F Zadanie 6. (0-3) Łyżwiarz o masie m l = 70 kg, stojący na lodzie pchnął przed siebie kulę o masie m k = 5 kg z prędkością v k = 10 m/s, skierowaną poziomo i odjechał do tyłu, przebywając drogę s = 20 m. Ile wynosił współczynnik tarcia łyżew o lód? Zadanie 7. (0-2) Podaj po dwie sytuacje z przyrody lub techniki, w których zależy nam na zmniejszeniu tarcia i zwiększeniu tarcia. Zadanie 8. (0-1) Kulkę rzucono poziomo. Na rysunku pokazano jej tor. Narysuj i oznacz wektory prędkości i siły działającej na kulkę w punkcie A A str. 8

9 Zadanie 9. (0-2) Prąd pewnej rzeki v r = 3 m/s. Płynie po niej motorówka, która utrzymuje taki kurs, że w rezultacie przepływa rzekę prostopadle do brzegów z prędkością v = 4 m/s, względem obserwatora stojącego na brzegu. Jaką prędkość względem wody ma motorówka? Jaki kurs ona utrzymuje (chodzi o kąt między prędkością motorówki, a brzegiem rzeki)? Podaj tangens tego kąta. Zadanie 10. (0-4) Dzięki coraz bardziej rozwiniętej technologii, bolidy Formuły 1 osiągają szybkości przekraczające 330 km/h oraz przyspieszenie kilkukrotnie większe od seryjnie produkowanych samochodów.większość współczesnych bolidów ma następujące osiągi: km/h (0-62 mil/h) w 1,7 sek km/h (124 mil/h) w 3,8 sek km/h (186 mil/h) w 8,6 sek. Zadanie (0-1) Podana w tekście szybkość 330 km/h jest szybkością średnią, czy maksymalną? Wypełnia sprawdzający Suma na stronach 8-9 Nr zadania Maks. liczba pkt Uzyskana liczba pkt str. 9

10 Zadanie (0-2) Intuicyjnie wydawałoby się, że od momentu startu do osiągnięcia szybkości 300 km/h średnie przyspieszenie maleje w czasie. Wykonując obliczenia i korzystając z danych w tekście odpowiedz, czy to jest prawda? Zadanie (0-1) Zaznacz właściwe uzupełnienia A-C oraz 1-3. Zakładając, że po czasie 8,6 s bolid jechał ruchem jednostajnym prostoliniowym, siła bezwładności A nie działała 1 był > 0 B rosła a wektor 2 był =0 przyspieszenia C malała 3 był < 0 Zadanie 11. (0-8) W pewnym pionowym tunelu badano położenie piłki tenisowej w czasie. Piłkę tę upuszczono z wysokości 63 m. Poniżej zamieszczono wyniki doświadczenia. W wierszu pierwszym podano czasy mierzone z dokładnością 0,1 s, a w drugim, wysokości nad ziemią mierzone z dokładnością do 1 m. t, s 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 h, m h, m Zadanie (0-4) Na wykresie h(t) zaznacz punkty pomiarowe wraz z prostokątami niepewności pomiarowych oraz przedstaw wykres zależności. str. 10 t, s

11 Zadanie (0-2) Oszacuj z jakim przyspieszeniem spadała piłka. Zadanie (0-2) Czy spadek piłki można zatem uznać za swobodny? Uzasadnij. Zadanie 12. (0-4) W celu wyznaczenia współczynnika tarcia drewna o drewno wykonano dwa doświadczenia. 1. Zważono klocek. Ważył 86,3 g. Następnie na płaskiej powierzchni ciągnięto klocek używając siłomierza. Jego wskazanie było 0,21 N. 2. Klocek umieszczono na równi i badano przy jakim kącie nachylenia zostanie wprawiony w ruch. Stwierdzono, że najmniejszy kąt, to 18 o. sin 18 o = 0,3090 cos 18 o = 0,9511 tg 18 o = 0,3249 Oblicz jakie wyniki uzyskano w obu doświadczeniach. DOŚW.1 DOŚW.2 Wypełnia sprawdzający Suma na stronach 8-9 Nr zadania Maks. liczba pkt Uzyskana liczba pkt str. 11

12 Zadanie 13. (0-1) Zaznacz kółeczkiem prawidłowe sformułowania, by dokończyć poprawne zdanie. W zderzeniach sprężystych dwóch kul na poziomym stole spełnione są A tylko zasada zachowania energii kinetycznej 1 muszą być centralne B tylko zasada zachowania pędu 2 muszą byś skośne a zderzenia te C zasada zachowania energii kinetycznej 3 mogą być centralne i zasada zachowania pędu albo skośne Zadanie 14. (0-2) Rzucono ukośnie ciało pod katem α = 20 o z prędkością v o = 100 m/s. W zadaniu można pominąć opór powietrza. Zadanie (0-1) Aby inne ciało wyrzucone z tą samą prędkością początkową upadło w tym samym miejscu A. można je wyrzucić pod katem 70 o B. można je wyrzucić pod wieloma innymi kątamii C. można się tylko łudzić, bo jest to niemożliwe D. akurat przy prędkości początkowej 100 m/s możliwy jest tylko ten kąt Zadanie (0-1) Jakim ruchem porusza się to ciało w kierunku poziomym? Zadanie 15. (0-6) Ukośnie wystrzelono ciało pod katem α = 30 o z prędkością v o = 500 m/s. W zadaniu pominąć opór powietrza. Zadanie (0-2) Oblicz i podaj wartości składowych poziomej i pionowej prędkości a. w chwili wyrzutu, b. najwyższym punkcie toru. Wyniki wpisz do odpowiedzi na następnej stronie. str. 12

13 składowa pozioma prędkości w chwili wyrzutu wynosi m/s składowa pionowa prędkości w chwili wyrzutu wynosi m/s składowa pozioma prędkości w najwyższym punkcie wynosi m/s składowa pionowa prędkości w najwyższym punkcie wynosi m/s Zadanie (0-1) Czas lotu można obliczyć z wzoru =. Oblicz jaki był zasięg. Zadanie (0-3) Zapisz równanie toru, a więc zależność współrzędnej pionowej y od współrzędnej poziomej x, y = f(x) Zadanie 16. (0-2) Podkreśl właściwe podkreślenia, tak aby powstały prawdziwe zdania. Człowiek znajdujący się w startującej w górę windzie jest (inercjalnym / nieinercjalnym) układem odniesienia względem poziomu parteru budynku i znajduje się w stanie (przeciążenia / niedoważkości / nieważkości). Człowiek znajdujący się w opadającej doświadczalnej windzie z przyspieszeniem ziemskim jest (inercjalnym / nieinercjalnym) układem odniesienia względem poziomu parteru budynku i znajduje się w stanie (przeciążenia / niedoważkości / nieważkości). Wypełnia sprawdzający Suma na stronach 8-9 Nr zadania Maks. liczba pkt Uzyskana liczba pkt str. 13

14 BRUDNOPIS str. 14