(prędkość ta nie zależy od ciężarów narciarzy)



Podobne dokumenty
Dynamika ruchu postępowego, ruchu punktu materialnego po okręgu i ruchu obrotowego bryły sztywnej

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ C ZADANIA ZAMKNIĘTE

DYNAMIKA ZADANIA. Zadanie DYN1

3. Zadanie nr 21 z rozdziału 7. książki HRW

Kołowrót -11pkt. 1. Zadanie 22. Wahadło balistyczne (10 pkt)

Zestaw zadań na I etap konkursu fizycznego. Zad. 1 Kamień spadał swobodnie z wysokości h=20m. Średnia prędkość kamienia wynosiła :

Praca domowa nr 2. Kinematyka. Dynamika. Nieinercjalne układy odniesienia.

14R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM ROZSZERZONY (od początku do grawitacji)

Zadania z dynamiki. Maciej J. Mrowiński 11 marca mω 2. Wyznacz położenie i prędkość ciała w funkcji czasu. ma t + f 0. ma 2 (e at 1), v gr = f 0

Dynamika ruchu obrotowego

MECHANIKA 2 Wykład 7 Dynamiczne równania ruchu

Zasady dynamiki Newtona

Zakład Dydaktyki Fizyki UMK

(t) w przedziale (0 s 16 s). b) Uzupełnij tabelę, wpisując w drugiej kolumnie rodzaj ruchu, jakim poruszała się mrówka w kolejnych przedziałach czasu.

09P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (dynamika ruchu prostoliniowego)

ZADANIA PRACA, MOC, ENREGIA

Materiały pomocnicze 6 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

14P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (od początku do grawitacji)

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

Zadanie 18. Współczynnik sprężystości (4 pkt) Masz do dyspozycji statyw, sprężynę, linijkę oraz ciężarek o znanej masie z uchwytem.

Drgania - zadanka. (b) wyznacz maksymalne położenie, prędkość i przyspieszenie ciała,

ZADANIA DLA CHĘTNYCH NA 6 (SERIA I) KLASA II

a, F Włodzimierz Wolczyński sin wychylenie cos cos prędkość sin sin przyspieszenie sin sin siła współczynnik sprężystości energia potencjalna

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXI: Statyka Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXIII: Przypomnienie: statyka

Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Bryła sztywna. Wstęp do Fizyki I (B+C) Wykład XIX: Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

5 m. 3 m. Zad. 4 Pod jakim kątem α do poziomu należy rzucić ciało, aby wysokość jego wzniesienia równała się 0.5 zasięgu rzutu?

v 6 i 7 j. Wyznacz wektora momentu pędu czaski względem początku układu współrzędnych.

14R2 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - II POZIOM ROZSZERZONY

Dynamika ruchu obrotowego 1

Fizyka I (mechanika), rok akad. 2011/2012 Zadania na ćwiczenia, seria 2

FIZYKA Kolokwium nr 2 (e-test)

Ws-ka: Proszę zastosować zasadę zachowania momentu pędu (ale nie pędu) do zderzenia kulki z prętem.

Blok 6: Pęd. Zasada zachowania pędu. Praca. Moc.

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ E ZADANIA ZAMKNIĘTE

KONKURS MATEMATYCZNO FIZYCZNY 11 marca 2010 r. Klasa II

14R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY. Obejmuje u mnie działy od początku do POLE GRAWITACYJNE

Ćwiczenie: "Symulacja zderzeń sprężystych i niesprężystych"

Lista zadań nr 5 Ruch po okręgu (1h)

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY z FIZYKI DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW ORAZ KLAS DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018 ELIMINACJE REJONOWE

M2. WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI WAHADŁA OBERBECKA

Zadania z fizyki. Wydział PPT

Bryła sztywna Zadanie domowe

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ 8

30 = 1.6*a F = 2.6*18.75

We wszystkich zadaniach przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego g = 10 2

b) Oblicz ten ułamek dla zderzeń z jądrami ołowiu, węgla. Iloraz mas tych jąder do masy neutronu wynosi: 206 dla ołowiu i 12 dla węgla.

Grupa A. Sprawdzian 2. Fizyka Z fizyką w przyszłość 1 Sprawdziany. Siła jako przyczyna zmian ruchu

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 4 26.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Odp.: F e /F g = 1 2,

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 9 1.XII Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

FIZYKA Kolokwium nr 3 (e-test)

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM FIZYKA I ASTRONOMIA

Zad. 5 Sześcian o boku 1m i ciężarze 1kN wywiera na podłoże ciśnienie o wartości: A) 1hPa B) 1kPa C) 10000Pa D) 1000N.

09R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM ROZSZERZONY (dynamika ruchu prostoliniowego)

Egzamin z fizyki Informatyka Stosowana

Zadania z zasad zachowania

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Praca. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Pole Grawitacyjne.

STATYKA I DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO I BRYŁY SZTYWNEJ, WŁASNOŚCI SPRĘŻYSTE CIAŁ

Drgania. O. Harmoniczny

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 09 PĘD Rozwiązanie zadań należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania

PRACOWNIA FIZYCZNA I

Lista zadań nr 6 Środek masy, Moment bezwładności, Moment siły (2h)

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 10 RUCH JEDNOSTAJNY PUNKTU MATERIALNEGO PO OKRĘGU

Kuratorium Oświaty w Lublinie ZESTAW ZADAŃ KONKURSOWYCH Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2015/2016 ETAP OKRĘGOWY

Zad. 1 Samochód przejechał drogę s = 15 km w czasie t = 10 min ze stałą prędkością. Z jaką prędkością v jechał samochód?

Tematy zadań do rozwiązania przy użyciu modułu symulacji dynamicznej programu Autodesk Inventor

Praca w języku potocznym

I. DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

III Zasada Dynamiki Newtona. Wykład 5: Układy cząstek i bryła sztywna. Przykład. Jak odpowiesz na pytania?

Pęd układu. r r r. Zderzenia oraz zasada zachowania pędu

Cel ćwiczenia: zapoznanie się z wielkościami opisującymi ruch i zastosowanie równań ruchu do opisu rzeczywistych

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 13 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ. CZĘŚĆ 3

Ekpost=mv22. Ekobr=Iω22, mgh =mv22+iω22,

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ 5 B

Fizyka elementarna materiały dla studentów. Części 9, 10 i 11. Moment pędu. Moment bezwładności.

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

Grawitacja - powtórka

Międzypowiatowy Konkurs Fizyczny dla uczniów klas II GIMNAZJUM FINAŁ

Klucz odpowiedzi. Fizyka

KONKURS FIZYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ETAP SZKOLNY

Praca i energia. Zasada zachowania energii mechanicznej. Środek masy. Praca

A = (A X, A Y, A Z ) A X i + A Y j + A Z k A X e x + A Y e y + A Z e z wektory jednostkowe: i e x j e y k e z.

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

XXXVII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP WSTĘPNY Zadanie teoretyczne

Z przedstawionych poniżej stwierdzeń dotyczących wartości pędów wybierz poprawne. Otocz kółkiem jedną z odpowiedzi (A, B, C, D lub E).

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

Przykłady: zderzenia ciał

PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ 13

SPRAWDZIAN NR 1. gruntu energia potencjalna kulki jest równa zero. Zakładamy, że podczas spadku na kulkę nie działają opory ruchu.

Dynamika punktu materialnego 1

14-TYP-2015 POWTÓRKA PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII ROZSZERZONY

KONTROLNY ZESTAW ZADAŃ Z DYNAMIKI

4. Jeżeli obiekt waży 1 kg i porusza się z prędkością 1 m/s, to jaka jest jego energia kinetyczna? A. ½ B. 1 C. 2 D. 2

Transkrypt:

Segment A.V Energia potencjalna i kinetyczna, energia kinetyczna ruchu obrotowego, zasada zachowania energii, praca i moc Przygotował: Wiesław Nowak Zad. 1 Na wysokości h = 0 m na zboczu góry w Unisławiu tworzącej równię pochyłą o długości l = 50 m znajduje się narciarz o ciężarze P M = 700N. Jaką prędkość uzyska ten narciarz u podnóża zbocza. Jaka prędkość uzyska jadąca obok narciarka ważąca P K = 500N? Tarcie pomijamy. v = gh = 0 m s (prędkość ta nie zależy od ciężarów narciarzy) Ilczuk, Kurek, Konkursy z fizyki 3.1 Zad. Kulka o masie m = 1kg toczy się po drodze ABC (rys). Oblicz wartość energii kinetycznej kulki w punkcie C wiedząc, że w punkcie A ma ona v 0 = 0 m s. Tarcie pomijamy. W punkcie C kulka posiada energię kinetyczną E kc = mg(h 1 h ) =.5J. Ilczuk, Kurek, Konkursy z fizyki 3.13 Zad. 3 Kamień rzucamy pod kątem α = 30 do poziomu. Energia kinetyczna kamienia w chwili początkowej wynosiła E 0 = 60J. Pomijając opór powietrza wyznaczyć energie kinetyczną i potencjalną kamienia w najwyższym punkcie toru. E p = E 0 sin α = 15J, E k = E 0 E p = 45J Zad. 4 Do dolnego końca sprężyny zawieszonej pionowo przymocowano drugą sprężynę, na końcu której zawieszono ciężarek P. Współczynniki sprężystości sprężyn są odpowiednio równe k 1 i k. Pomijając ciężar sprężyn w stosunku do ciężaru odważnika, znaleźć stosunek energii potencjalnych obu sprężyn. (wydłużenia sprężyn l 1, l ) E p1 E p = k k 1 Gonczarenko, str. 6 1

Zad. 5 Pocisk o masie m = 6g przed uderzeniem w ziemny nasyp poruszał się z prędkością v = 500 m s i utkwił w nasypie na głębokości s = 0.5m. Jaka była średnia siła oporu gruntu? Ile wynosił czas zagłębiania się pocisku w nasyp? F = mv s = 1500N, czas t = mv F = 0.00s Ilczuk, Kurek, Konkursy z fizyki 3.13 Zad. 6 Szybowiec o masie m, mający na wysokości h 1 prędkość v 1, zleciał po pewnej krzywej o długości l na wysokość h zmniejszając swoją prędkość do wartości v. Znaleźć siłę oporu powietrza, przy założeniu, że jest ona stała. F op = mg(h h 1 )+ 1 m(v v 1 ) l Kobuszkin Zad. 7 Kamień rzucono z wysokości h = m pod pewnym kątem do poziomu z prędkością początkową v 0 = 6 m s. Znaleźć wartość prędkości kamienia w momencie upadku o ziemię. Korzystamy z zasady zachowania energii, v = Nowodworska str. 39. v 0 + gh = 8.6 m s Zad. 8 Człowiek o masie m 1 = 60kg skacze z nieruchomego wózka, stojącego na szynach. Kierunek skoku jest zgodny z kierunkiem szyn, przy czym wózek, którego masa m = 30kg, odjeżdża w przeciwnym kierunku na odległość s = m. Wiedząc, że współczynnik tarcia wózka o szyny (kinetyczny) k = 0.1, znaleźć energię utraconą przez człowieka przy skoku. Korzystamy z zas. zachowania pędu i ZZE. E = km gs(1 + m m 1 ) = 88J Nowodworska str. 49 Zad. 9 Ołowiany pocisk o masie m = 00g lecąc poziomo uderza w stojący wózek z piaskiem o masie M = 50kg i grzęźnie w nim. Po zderzeniu wózek odjeżdża z prędkością v = 1.5 m s. a) Oblicz prędkość pocisku przed zderzeniem. b) O ile wzrosła energia wewnętrzna układu w wyniku zderzenia? c) Zakładając, że cały przyrost energii wewnętrznej pochłonął pocisk, oceń, czy ulegnie on stopieniu? Temp. Pocisku przed zderzeniem wynosiła t 1 = 100 C, ciepło właściwe ołowiu C 1 = 16 kg C J, ciepło topnienia Pb c top = 4500 J kg, temp. topnienia Pb t = 37 C. a) v p = (m+m) m v = 376.5 m s b) E wew = E k = mv p stopieniu Ilczuk, Kurek, Konkursy z fizyki 3.16, str. 79 (m+m)v = 14118.7J c) pocisk ulegnie Zad. 10 Wahadło matematyczne składa się z nici o długości l kulki o masie m. W chwili gdy kulka ma prędkość v 0, nić wahadła tworzy z pionem kąt θ 0 (0 < θ 0 < π ) przy pomocy g oraz podanych wielkości określić:

a) Całkowitą energię mechaniczną układu b) Prędkość v 1 kulki w jej najniższym położeniu c) Najmniejszą wartość prędkości v, którą mogłaby mieć v 0, aby nić podczas ruchu osiągnęła położenie poziome d) Prędkość v 3 taką, że jeżeli v 0 > v 3 to wahadło nie będzie wykonywało drgań, lecz będzie poruszało się w sposób ciągły po okręgu koła w płaszczyźnie pionowej. a) E = mv 0 + mgl(1 cos θ 0 ) b) v 1 = v0 + gl(1 cos θ 0) c) v = gl d) v 3 = 4gl Resnick zad. 8 6 Zad. 11 Samochód jedzie pod górę po niewielkim wzniesieniu (kąt α) ze stałą prędkością v 1 = 3 m s. Przy jeździe w kierunku odwrotnym (z góry) przy tej samej mocy silnika osiąga on prędkość v = 7 m s. Jaką prędkość osiągnie samochód przy tej samej mocy silnika jadą po drodze poziomej? Przy podanych prędkościach należy przyjąć, że siła poruszająca nie zależy od prędkości. Współczynnik tarcia kinetycznego wynosi k. v 0 = cos αv 1v v 1 +v Gonczarenko, str. 60 Zad. 1 Dwa samochody o jednakowej masie startują równocześnie spod świateł i jadą z różnymi, lecz stałymi przyśpieszeniami. Po pewnym czasie pierwszy samochód osiągnął prędkość k razy większą od prędkości drugiego. Ile razy średnia moc rozwijana przez pierwszy samochód jest większa od mocy rozwijanej przez ten drugi, jeżeli opory ruchu można pominąć? P 1 P = ( v 1 v ) = k Jędrzejewski, Kruczek, Kujawski, str. 103, zad. 11 15 Zad. 13 (zalecania jest pokazanie zestawu demonstracyjnego z PDF czy pokoju przygotowawczego) Kule o jednakowych średnicach i jednakowych masach są zawieszone na nitkach w taki sposób, że stykają się ze sobą tworząc długi szereg (rys) Wykazać, że jeśli pewna liczba kul zostanie odchylona z położenia równowagi, to po zderzeniu z pozostałą częścią szeregu na drugim jego końcu odskoczy 3

taka sama liczba kul, a wszystkie pozostałe będą nieruchome. Przyjmujemy, że zderzenia są doskonale sprężyste.(araminowicz str. 30) a d = ( ) π T d, ad = 34.86 km h Zad. 14 Cząsteczka tlenu ma masę równą 5.30 10 6 kg oraz moment bezwładności 1.94 10 46 kg m względem osi przechodzącej przez środek odcinka łączącego atomy i do niego prostopadłej. Przypuśćmy, że cząsteczka ta ma średnią prędkość równą 500 m s i że energia kinetyczna ruchu obrotowego jest równa 3 energii kinetycznej ruchu postępowego. Znaleźć średnią prędkość kątową tej cząsteczki. ω = Ekobr I = 6.75 101 rad s Resnick Halliday, rozdz. 1 Zad. 15 Klocek o masie 10kg należy przesunąć z podstawy na szczyt równi pochyłej mającej długość 5m i wysokość 3m. Jaką pracę musi wykonać równoległa do równi siła pchająca klocek ze stałą prędkością, jeżeli założymy, że nie ma tarcia i że przyśpieszenie ziemskie w tym miejscu ma wartość g = 9.80 m s. W = P d = 94J Resnick t 1 str. 175 Zad. 16 Na szczycie gładkiej kuli o promieniu R położono monetę, która będąc w położeniu równowagi chwiejnej zaczęła się zsuwać. W którym miejscu, licząc od wierzchołka kuli, moneta oderwie się od niej? (moneta zsuwa się bez tarcia) H = 5 3 R Jędrzejewski, Kruczek, Kujawski, str. 106, zad. 11 3 4

Zadania domowe Zad. 17 Nieduży co do rozmiarów ciężar o masie m 1 jest przymocowany do sznura o długości L i masie m, który leży na gładkim poziomym stole. Pod działaniem ciężaru sznur zaczyna ześlizgiwać się przez otwór w stole. Jaka będzie prędkość sznura w momencie, gdy jego koniec ześlizgnie się ze stołu? v = gl m 1+m m 1 +m Gonczarenko Zad. 18 Przypuśćmy, że Ziemia ma kształt kuli o jednorodnej gęstości. a) Jaka jest energia kinetyczna ruchu obrotowego? Przyjąć, że promień Ziemi jest równy R = 6.4 10 3 km, a jej masa m = 6 10 4 kg. b) Przypuśćmy, że możemy wykorzystać tę energię na potrzeby ludzi. Jak długo Ziemia może dostarczać każdemu człowiekowi P = 1kW mocy, jeżeli ludzi jest 6 mld? E kobro = MR ω 4 =.6 10 9 J, T = E kin P, T 1. 109 lat Resnick, Halliday (str 357) Zad. 19 Samochód o masie M sam = 1000kg jadący z prędkością v = 60 km h (tylko o 10 km h więcej niż maksymalna prędkość w mieście) zatrzymuje się gwałtownie na betonowej przeszkodzie. Na jaką wysokość h można wyrzucić w górę kierowcę o masie M k = 100kg,przy założeniu, że możemy wykorzystać w 100% energię kinetyczną tego samochodu. Tarcie i inne opory pominąć. W obliczeniach przyjąć, że g = 9.81 m s. h = M samv M k g = 14m Zad. 0 W XXII wieku skonstruowano urządzenie do magazynowania energii: Jest to koło o masie 80000kg i średnicy 10m, poruszające się wokół swojej osi bez tarcia. Przyjmijmy, że koło rozpędzono tak, że wykonuje ono 100 obrotów na minutę. Czy energia odzyskiwana z rozkręconego koła wystarczyłaby do upieczenia pizzy dla każdego studenta z naszej grupy ćwiczeniowej (zakł. 15 osób)? Piekarnik 5

elektryczny ma moc kw, mieści 1 dużą pizzę na raz, zaś pieczenie tej pizzy wymaga 30 min. pracy piekarnika. Straty energii pomijamy. Tak, energii tej powinno wystarczyć do upieczenia 15 pizz dla studentów naszej grupy. Nawet nieco energii pozostanie. Zad. 1 Rozważmy pełny walec o masie M i promieniu R, toczący się w dół po równi pochyłej bez poślizgu. Znaleźć prędkość środka masy walca przy podstawie równi. Wysokość równi w punkcie startu walca wynosi h. v = 4 3 gh Resnick, Halliday str. 350 Zad. Oszacuj ile energii elektrycznej zużywasz przez rok (oświetlenie, komputer, pranie, telewizja, prasowanie, itd.). Opisz przyjęte założenia. Znając swoją masę oblicz, na jak wysoką górę mogłbyś wejść wykorzystując tę energię? Przyjmij, iż pole grawitacyjne jest stałe i g = 10 m s. Odpowiedź oczywista J. Kalisz, M. Massalska, J. M. Massalski, Zbiór zadań z fizyki z rozwiązaniami Zad. 3 Samolot o masie 100 ton startuje z lotniska w Bydgoszczy, wznosi się na wysokość 8000 m npm i lecąc na zachód, po godzinach lotu z prędkością średnią 900 km h, ląduje w Londynie. Jaką pracę przeciwko siłom grawitacji wykonały silniki samolotu na tej trasie? Przyjmijmy iż lotniska w Bydgoszczy i Londynie są położone 100 m npm. Odpowiedź uzasadnij. Suma prac silników samolotu przeciwko siłom grawitacji wynosi ZERO. Zad. 4 Wózek o masie m 1, spoczywający na poziomej powierzchni, połączony jest nieważką i nierozciągliwą nicią poprzez bloczek o masie M i momencie bezwładności I z ciężarkiem o masie m wiszącym na drugim końcu nici (rys.). Wózek porusza się bez tarcia po powierzchni w czasie kiedy ciężarek opada. Jaka jest (wspólna) prędkość v wózka i ciężarka w chwili, kiedy ciężarek opadnie w dół o odcinek h ze 6

swego początkowego położenia. Założyć, że nić porusza się bez poślizgu i że początkowo układ był w spoczynku. v = m gh (m 1 +m + I R ) University Physics, Sunny,Moebs 7