ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ PRZYKŁADOWEGO ARKUSZA MATURALNEGO Z FIZYKI POZIOM ROZSZERZONY

ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ PRZYKŁADOWEGO ARKUSZA MATURALNEGO Z FIZYKI POZIOM ROZSZERZONY KOD ARKUSZA: GAE_F1_D Ten klucz jest bezpłatny Niniejszy materiał jest dostępny w ramach cyklu MATURNIK www.maturnik.gaedukacja.pl Na podanej stronie można znaleźć: publikację MATURNIK Z FIZYKI czyli jak odnieść sukces na maturze - niezbędnik każdego, kto liczy na doby wynik maturalny publikację TAJEMNICE MATURALNEJ KARTY WZORÓW Z FIZYKI wyjaśnione w przykładach inne arkusze maturalne

Zadanie 1. Po równi pochyłej zaczęła się toczyć jednorodna kula o promieniu 10 cm i masie 33 kg. Można założyć, że nie występowały siły oporu, a kula toczyła się bez poślizgu. Gdy kula dotarła do podstawy równi, to jej środek miał prędkość o wartości 1, m/s względem podłoża. Moment bezwładności kuli wyraża się wzorem I= 5 m R. Zadanie 1.1. (0-3) Oblicz, jaka była wysokość równi, z której stoczyła się kula. Zadanie 1. (0-) Oblicz gęstość materiału, z którego wykonano kulę. Zadanie 1.3. (0-1) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F jeśli jest fałszywe. 1. Kula przyspieszała bez poślizgu, więc musiało na nią działać tarcie. P F. W opisanej sytuacji szybkość staczania się kuli zależy od promienia kuli. Zadanie 1.1. (0-3) 3 p. prawidłowa metoda i wynik wraz z jednostką. p podanie pełnego wzoru na energię kinetyczną, przyrównanie energii, podanie zależności pomiędzy prędkością liniową i kątową. 1 p podanie pełnego wzoru na energię kinetyczną i przyrównanie energii. 0 p brak spełnienia powyższych kryteriów. Ponieważ nie było sił oporu, to energia potencjalna E P =m g h, którą kula miała na szczycie równi zamieniła się w jej energię kinetyczną u podstawy: E K = m v był bez poślizgu, czyli ω= v R. Zatem E = m v K + 5 m R v R Z porównania energii otrzymujemy m g h= 7 10 m v, zatem h= 7 10 +I ω. Wiemy, że I= 5 m R, a ruch = 7 10 m v P m v g = 7 (1, 10 s ) F 9,81 m s 0,10 m Odp.: Wysokość równi wynosi około 0,1m. Zadanie 1.. (0-) p. prawidłowa metoda oraz wynik z jednostką. 1 p. prawidłowa metoda i podstawienie danych. www.maturnik.pl strona /16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Objętość kuli V= 4 3 π R 3 4 3 3,1416 (0,1 m)3 4,189 10 3 m 3. Zatem gęstość d= m V 33kg kg 4,189 10 3 3 7,878 103 m m 3 Odp.: Gęstość wynosi około 7,9 10 3 kg m. 3 Zadanie 1.3. (0-1) 1 p. poprawne wszystkie zaznaczenia. Poprawna odpowiedź 1. P,. F Zadanie. Jacek znalazł w internecie film przedstawiający ruch pewnego pojazdu. W zerowej sekundzie pojazd wystartował, a następnie coraz bardziej przyspieszał. Na podstawie tego filmu Jacek sporządził tabelę zależności drogi od czasu. t [s] 0,90 1,70,50 3,5 3,75 4,10 s [m] 6 3 64 100 140 170 Czas można uznać za wyznaczony bardzo dokładnie, natomiast niepewność przebytej drogi oszacowana została na 4 cm. Zadanie.1. (0-4) Narysuj wykres zależności s(t) dla pojazdu z filmu. Na wykresie zobrazuj również niepewności pomiarowe. Zadanie.. (0-) Na podstawie wykresu oszacuj, jaka była średnia szybkość pojazdu w trzeciej sekundzie ruchu. Zadanie.3. (0-) Jacek po analizie wykresu stwierdził, że pojazd wykonywał ruch jednostajnie przyspieszony o przyspieszeniu 10 m/s. Oceń, czy Jacek ma rację. Odpowiedź uzasadnij. Zadanie.1. (0-4) 4 p. prawidłowy układ osi, oznaczenie i wyskalowanie osi, poprawne naniesienie wszystkich punktów, dopasowanie krzywej, narysowanie niepewności. 3 p. prawidłowy układ osi, oznaczenie i wyskalowanie osi, poprawne naniesienie wszystkich punktów, dopasowanie krzywej, brak narysowanych niepewności lub prawidłowy układ osi, oznaczenie i wyskalowanie osi, poprawne naniesienie wszystkich punktów, narysowanie niepewności. p. prawidłowy układ osi, oznaczenie i wyskalowanie osi, poprawne naniesienie wszystkich punktów lub www.maturnik.pl strona 3/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

prawidłowy układ osi, oznaczenie i wyskalowanie osi, narysowanie niepewności, pomyłka w jednym z naniesionych punktów pozostałe poprawnie. 1 p. prawidłowy układ osi, oznaczenie i wyskalowanie osi. Zadanie.. (0-) p. zastosowanie poprawnej metody szacowania na podstawie wykresu dla właściwego przedziału czasowego i poprawny wynik z jednostką. 1 p. zastosowanie poprawnej metody szacowania na podstawie wykresu dla właściwego przedziału czasowego ale błędny wynik lub zastosowanie poprawnej metody szacowania na podstawie wykresu i poprawny wynik z jednostką, ale obliczenia wykonane dla złego przedziału czasowego. 0 p brak spełnienia powyższych kryteriów. Średnią szybkość można obliczyć na podstawie wzoru v= Δs Δt =s s 3s s 3s s 90 m 40 m Odczytujemy z wykresu s 3s 90m, s s 40 m, zatem v =50 m 1s s Odp. Średnia szybkość w trzeciej sekundzie ruchu to około 50 m/s. Zadanie.3. (0-) p. prawidłowy wniosek (Jacek myli się) i spójne logicznie uzasadnienie. 1 p. prawidłowy wniosek i podjęcie uzasadnienia, które posiada braki. 0 p brak spełnienia powyższych kryteriów. Możemy obliczyć drogę przebytą w czasie 4 sekund, gdyby był to ruch z przyspieszeniem 10 m/s. Korzystamy ze wzoru s= 1 a t i mamy s= 1 10 m s (4s) =80m. www.maturnik.pl strona 4/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Według wykresu przebyta droga jest około dwa razy większa i nie można tego uzasadnić niepewnością pomiarów. W związku z tym trzeba przyjąć, że Jacek się myli. Odp.: Jacek nie ma racji. Zadanie 3. Na wodzie pływa beczka o masie 15 kg oraz objętości 00 litrów. Gęstość wody wynosi 1 g/cm 3. Zadanie 3.1. (0-1) Oblicz wartość siły wyporu, jaka działa na beczkę. Zadanie 3.. (0-3) Oblicz, jaką maksymalną masę można włożyć do beczki, aby wciąż unosiła się na powierzchni. Zadanie 3.1. (0-1) 1 p. obliczenie ciężaru beczki i podanie na jego podstawie siły wyporu. Skoro beczka pływa to siła wyporu równoważy jej ciężar. Zatem siłę wyporu obliczymy ze wzoru: Odp.: Siła wyporu ma wartość około 147 N. F W =F G =m g=15 kg 9,81 m s 147 N Zadanie 3.. (0-3) 3 p. prawidłowa metoda oraz wynik z jednostką. p. prawidłowa pełna metoda, błędy obliczeniowe. 1 p. obliczenie maksymalnej siły wyporu. Maksymalna siła wyporu, która może działać to F Wmax =d wody g V beczki, przy czym d wody =1 g kg =1000 3 cm m, V beczki=00dm 3 =0,m 3. 3 Ta maksymalna siła wyporu może zrównoważyć ciężar maksymalny F G max =m max g, przy czym m max =m beczki +m dodatkowy. Porównując siłę wypadkową z ciężarem mamy: d wody g V beczki =(m beczki +m dodatkowy ) g m dodatkowy =d wody V beczki m beczki m dodatkowy =1000 kg m 0, 3 m3 15kg=185kg Odp.: Do beczki można włożyć maksymalnie 185 kg. Zadanie 4. Samochód sportowy o masie 1450 kg zdołał rozpędzić się po linii prostej od szybkości początkowej 0 km/h do szybkości końcowej 100 km/h w czasie 3,6 s. www.maturnik.pl strona 5/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Zadanie 4.1. (0-) Oblicz, jaka była wartość pędu samochodu, gdy posiadał szybkość końcową. Zadanie 4.. (0-3) Oblicz średnie przyspieszenie jakie posiadał samochód w czasie rozpędzania się. Wynik podaj z trzema cyframi znaczącymi. Zadanie 4.1. (0-) p. prawidłowa metoda i wynik z jednostką. 1 p. podanie wzoru, podstawienie danych po przeliczeniu na m/s. Szybkość należy przeliczyć na m/s: 100 km h 7,78 m. Szybkość chwilowa jest równa wartości s prędkości chwilowej i możemy jej użyć do obliczenia wartości pędu: Odp.: Pęd ma wartość około 40,3 10 3 kg m s. p=m v=1450 kg 7,78 m s 40,3 103 kg m s Zadanie 4.. (0-3) 3 p. prawidłowa metoda oraz wynik z trzema cyframi znaczącymi z jednostką. p. prawidłowa metoda, dobry wynik, ale zła liczba cyfr znaczących lub prawidłowa metoda, pomyłka obliczeniowa, ale dobra liczba cyfr znaczących. 1 p. prawidłowa metoda i podstawienie danych. Przyspieszenie średnie można obliczyć ze wzoru a= Δv Δt, gdzie Δv=100 km h 7,78 m s, Δt=3,6s, zatem: 7,78 m s a= 3,6s 7,7167 m s Po zaokrągleniu do trzech cyfr znaczących otrzymujemy 7,7 m s. Odp.: Przyspieszenie miało wartość około 7,7 m s. Zadanie 5. W laboratorium, które znajdowało się na Ziemi, na nieważkiej, nierozciągliwej nici zawieszono małą metalową kulkę o masie 0 g. Po lekkim odchyleniu kulkę puszczono tak, że zaczęła wykonywać drgania o amplitudzie cm o charakterze harmonicznym. Częstotliwość tych drgań to około 0,5 Hz. W pewnej chwili, gdy kulka przechodziła przez położenie równowagi, włączono www.maturnik.pl strona 6/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

stoper tę chwilę przyjmuje się jako początkową chwilę czasu (t=0 s). Zadanie 5.1. (0-) Oblicz, jaka była długość nici. Zadanie 5.. (0-) Podaj wzór na zależność wychylenia kulki z położenia równowagi od czasu. Zadanie 5.3. (0-1) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F jeśli jest fałszywe. 1. Na Księżycu częstotliwość drgań kulki byłaby większa, ponieważ jest tam mniejsza grawitacja. P F. Gdyby opisane wahadło zostało zawieszone w windzie, która rozpoczyna jazdę w dół (przyspiesza w dół), to wówczas drgania byłyby szybsze z powodu dodatkowej siły bezwładności. Zadanie 5.1. (0-) p. prawidłowa metoda i wynik z jednostką. 1 p. podanie wzoru na okres, zastosowanie zależności częstotliwości od okresu i podstawienie danych. P F Zastosujemy wzór na okres wahadła matematycznego T=π l g, jednak poszukiwana częstotliwość to odwrotność okresu f = 1 T Odp.: Długość nici to około 1 m., zatem l= g 9,81 m 4π f s 4 (3,1416) (0,5 Hz) 1,0 m Zadanie 5.. (0-) p. prawidłowy jeden z możliwych wzorów (uznawane jest podanie π dokładnie lub w przybliżeniu; dopuszcza się pominięcie jednostek, jeśli dana wielkość ma jednostkę SI bez przedrostków). 1 p. podanie jednego ze wzorów, ale pomyłka lub brak podania jednej ze stałych. Wzór ogólny na drgania harmoniczne ma postać x=a sin (ω t+ϕ ). W naszym przypadku A=0,0 m, ω= π f =π 0,5Hz=π rad. Aby przechodzić przez położenie równowagi faza s początkowa musi wynosić ϕ=0 lub ϕ=π. Odp.: x=0,0m sin (π rad s t) lub x=0,0 m sin (π rad s t+π) www.maturnik.pl strona 7/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Zadanie 5.3. (0-1) 1 p. poprawne wszystkie zaznaczenia. Poprawna odpowiedź 1. F,. F. Zadanie 6. W atomie wodoru elektron wyemitował falę świetlną o długości 435 nm, gdy elektron przeskoczył na drugą orbitę. Zadanie 6.1. (0-1) Określ, jaka barwa odpowiada wyemitowanej fali. Zadanie 6.. (0-3) Oblicz, z której orbity nastąpił przeskok. Zadanie 6.3. (0-1) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F jeśli jest fałszywe. 1. Atom wodoru składa się z jądra atomowego i krążącego wokół niego elektronu. Jądro skupia większość masy atomu. P F. W modelu atomu wodoru według Bohra zakłada się, że elektron może mieć dowolne wartości energii. Spadając na niższy poziom wypromieniowuje odpowiednią porcję energii. Zadanie 6.1. (0-) p. prawidłowa barwa (dopuszcza się nazwy: fiolet, indygo, niebieski). 1 p. podanie wzoru na energię elektronu i prawidłowa zamiana J na ev lub odwrotnie. Odp.: Podanej długości fali odpowiada barwa indygo. Zadanie 6.. (0-3) 3 p. prawidłowa metoda i wynik. p. podanie zależności na energię fotonu oraz na energię emitowaną przy przeskoku i podstawienie wartości liczbowych. 1 p. obliczenie energii fotonu (w dowolnych jednostkach). Mając długość fali można obliczyć energię fotonu P F www.maturnik.pl strona 8/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

E= h c 6,63 10 34 J s 3 10 8 m λ = s 4,574 10 19 J,858 ev 435 10 9 m Energia ta jest różnicą pomiędzy k-tym i drugim poziomem atomu wodoru, czyli: E= 13,6eV ev 13,6 k ( ) ( =13,6eV 1 4 1 ) k Zatem,858 ev=13,6 ev( 1 4 1 ) k 1 k =0,5 0,101 1 k =0,0399 k =5,06 k 5 Odp.: Przeskok nastąpił z piątej orbity. Zadanie 6.3. (0-1) 1 p. poprawne wszystkie zaznaczenia. Poprawna odpowiedź 1. P,. F. Zadanie 7. Na rysunku przedstawiono wykres dla przemiany, która zachodziła w stałej temperaturze wynoszącej 313 K. Zadanie 7.1. (0-1) Podaj nazwę zachodzącej przemiany. Zadanie 7.. (0-3) Oblicz, ile cząsteczek gazu uczestniczyło w tej przemianie. Zadanie 7.3. (0-) Oszacuj, jaką pracę wykonały siły zewnętrzne nad gazem w przedstawionej sytuacji. Zadanie 7.4. (0-) Sporządź wykres V(T) odpowiadający przedstawionej przemianie. Zadanie 7.1. (0-1) 1 p. czytelne zapisanie prawidłowej nazwy (przemiana izotermiczna). www.maturnik.pl strona 9/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Poprawna odpowiedź Zaszła przemiana izotermiczna. Zadanie 7.. (0-3) 3 p. prawidłowa metoda i liczba cząsteczek. p. zastosowanie równania Clapeyrona i obliczenie liczby moli (około 0,3 mola). 1 p. przekształcenie równania Clapeyrona w celu obliczenia liczby moli i podstawienie danych lub wskazanie równania Clapeyrona oraz zależności pomiędzy liczbą moli i liczbą cząsteczek. Z równania Clapeyrona można obliczyć liczbę moli gazu: n = p V. W celu ustalenia ciśnienia i R T objętości wystarczy wybrać dowolny punkt na wykresie, np. V=1 dm 3 =10 3 m 3, p=8000 hpa=8 10 5 Pa. Liczbę cząsteczek obliczymy mnożąc liczbę moli przez stałą Avogadry, czyli N=n N A, zatem: N= N p V A 8 10 5 Pa 10 3 m 3 R T =6,0 103 3 1,85 10 J 8,31 mol K 313K Odp.: Około 10 3 cząsteczek. Zadanie 7.3. (0-) p. poprawna metoda szacowania i wynik pomiędzy 0,9 kj a 1,3 kj. 1 p. akceptowalna metoda szacowania i wynik z poprawną jednostką, ale poza zakresem. Pracę można policzyć jako pole pod wykresem p(v). Ponieważ wykres jest krzywą można obliczyć pole trójkąta dorysowanego do wykresu. Jest ono zbliżone wystarczające do oszacowania pracy. W= (3 10 3 m 3 8 10 5 Pa) =1, kj Odp.: Siły zewnętrzne wykonały około 1, kj pracy. Zadanie 7.4. (0-) p. poprawne oznaczenie i wyskalowanie osi oraz wykres z zaznaczeniem kierunku przemiany. 1 p. poprawne oznaczenie i wyskalowanie osi i wykres, brak lub zły kierunek przemiany lub poprawny wykres z kierunkiem przemiany, ale uchybienia w skalowaniu lub opisaniu osi. www.maturnik.pl strona 10/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Zadanie 8. (0-) Wypisz kolejne czynności, które należy podjąć, aby w ramach doświadczenia wyznaczyć ciepło właściwe wody. Do dyspozycji są: naczynie z wodą, waga, czajnik o znanej mocy, stoper, termometr. Zadanie 8. (0-) p. kompletny opis zawierający wszystkie pomiary bez uchybień (np. mierzę masę wody) oraz wskazanie wzoru do obliczenia ciepła właściwego. 1 p. wskazanie, że należy zmierzyć/wyznaczyć masę wody, różnicę temperatur i czas oraz wskazanie wzoru do obliczenia ciepła właściwego z tymi wielkościami. Kolejne kroki, które należy wykonać: 1. Postawić pusty czajnik na wagę i zmierzyć jego masę m CZ.. Do czajnika nalać wody i zmierzyć masę czajnika z wodą m CZ+W. 3. Za pomocą termometru zmierzyć temperaturę początkową wody T 1. 4. Uruchomić stoper i włączyć czajnik. 5. Po dłuższym czasie (np. krótko przed zawrzeniem wody) wyłączyć czajnik i wyłączyć stoper rejestrując w ten sposób czas pracy czajnika Δt. 6. Równocześnie należy zmierzyć za pomocą termometru aktualną temperaturę wody w czajniku T. P Δt 7. Obliczyć ciepło właściwe wody ze wzoru c= (m CZ+W m CZ ) (T T 1 ). Zadanie 9. Węgiel 14 jest jednym z produktów zderzenia wolnego neutronu z atomem azotu 14. Powstały w ten sposób atom węgla jest nietrwały i ulega rozpadowi beta. Okres połowicznego rozpadu to około 5730 lat. Zadanie 9.1. (0-) Napisz równanie reakcji powstawania węgla 14 oraz równanie jego rozpadu. Zadanie 9.. (0-) W pewnej próbce znajdowało się 10 1 atomów węgla 14. Oszacuj, ile atomów tego węgla będzie w próbce po 14000 lat. www.maturnik.pl strona 11/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Zadanie 9.3. (0-1) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F jeśli jest fałszywe. 1. Szybkość rozpadu promieniotwórczego zależy od wielu czynników, np. temperatury lub ciśnienia. P F. W reakcjach jądrowych spełnione są zasady zachowania ładunku oraz masy. Zadanie 9.1. (0-) p. poprawne obydwa równania (w pierwszym zamiast wodoru może być proton; w drugim można pominąć antyneutrino, a zamiast elektronu może być symbol β nawet bez liczb. 1 p. poprawne jedno równanie. 1 14 14 1 Równanie powstawania węgla 14: 0 n+ 7 N 6 C+ 1 H 14 14 Równanie rozpadu: 6 C 7 N+ 0 1e+ν e Zadanie 9.. (0-) p. poprawna metoda i wynik (pomiędzy 0,8 10 1 a 0,41 10 1 ). 1 p. dobra metoda, ale zły wynik końcowy. Czas 14000 lat to niecałe,5 okresu połowicznego rozpadu ( 14000,4 ). Po jednym okresie 5730 połowicznego rozpadu liczba promieniotwórczych atomów zmniejszy się do 1 P F początkowej liczby. Po kolejnym okresie do 1 4 początkowej liczby, a po kolejnym byłoby już tylko 1 8 początkowej liczby. Zatem po 14000 lat będzie pomiędzy 1 4 a 1 8 początkowej liczby. Szacuję, że będzie to 1 6 tej liczby czyli N= 1 6 101 0,33 10 1. Odp.: Będzie około 0,33 10 1 atomów węgla 14. Zadanie 9.3. (0-1) 1 p. poprawne wszystkie zaznaczenia. Poprawna odpowiedź 1. F,. F www.maturnik.pl strona 1/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Zadanie 10. Zwierciadło wypukłe miało ognisko oddalone o 10 cm. W odległości 15 cm od zwierciadła ustawiono przedmiot w kształcie strzałki. Zadanie 10.1. (0-) Sytuacja zadania została zobrazowana na schemacie. Uzyskaj konstrukcyjnie obraz powstający dzięki zwierciadłu. Zadanie 10.. (0-) Oblicz, w jakiej odległości od zwierciadła znajduje się obraz. Zadanie 10.3. (0-1) Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A-C, U-V oraz X-Y. Obraz, który powstaje w opisanym przypadku jest w stosunku do przedmiotu A pomniejszony U nieodwrócony B tej samej wielkości i oraz jest to obraz C powiększony V odwrócony X rzeczywisty Y pozorny Zadanie 10.1. (0-) p. prawidłowa konstrukcja przy użyciu dwóch promieni dla grotu strzałki. 1 p. jeden prawidłowo odbijający się promień. Zadanie 10.. (0-) p. prawidłowa metoda oraz wynik. 1 p. prawidłowa metoda z podstawieniem. www.maturnik.pl strona 13/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Korzystamy z równania soczewki 1 f = 1 x +1, przy czym f = 0,1 m, ponieważ ognisko jest y pozorne, x=0,15 m. Zatem: 1 0,1 m = 1 0,15 m +1, co daje y 1 y = 1 0,1m 1 0,15 m = 3 0,3m 0,3m = 5 i ostatecznie y= 0,3m 0,3 m 5 = 0,06m Ujemny wynik świadczy o obrazie pozornym. Odp.: Obraz jest w odległości 6 cm. Zadanie 10.3. (0-1) 1 p. poprawne wszystkie zaznaczenia. Poprawna odpowiedź A-U-Y Zadanie 11. Pręt o długości 80 cm obracał się wokół osi przechodzącej przez środek masy. Moment bezwładności pręta względem tej osi wynosił 0,1 kg m. Na początku pręt posiadał prędkość kątową o wartości 6 rad/s. W pewnej chwili do pręta, pod kątem 60 o, przyłożono siłę chcąc zatrzymać jego obracanie (patrz rysunek). Taka siła była utrzymywana aż do końca ruchu, który ustał po czasie,4 s. Zadanie 11.1. (0-1) Oblicz, jaki moment pędu posiadał na początku pręt. Zadanie 11.. (0-3) Oblicz wartość siły przyłożonej do pręta. Zadanie 11.1. (0-1) 1 p. prawidłowa metoda i wynik z jednostką. Moment pędu można obliczyć z zależności J=Iω=0,1 kg m 6 rad m =1,6 kg s s Odp.: J=1,6 kg m s Zadanie 11.. (0-3) 3 p. prawidłowa metoda i wynik z jednostką. p. prawidłowa metoda z wyprowadzeniem wzoru na siłę, błędny wynik. 1 p. obliczenie przyspieszenia kątowego. www.maturnik.pl strona 14/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Przyłożenie siły powoduje moment siły M=F r sin 60 o, gdzie r=0,4 m. Moment siły oznacza przyspieszenie kątowe ε= M I, gdzie I=0,1 kgm. Wartość tego przyspieszenia możemy również obliczyć ze wzoru ε= ω t t=,4s. Łącząc wzory mamy 6 rad 0,1kg m s F=,4s 0,4 m 3 F r sin 60o = ω I t 1,5 N Odp.: Wartość przyłożonej siły to około 1,5 N., co daje F= ω I t r sin 60 o, zatem, gdzie ω=6rad/s, Zadanie 1. Kondensator powietrzny składał się z dwóch płyt metalowych oddalonych od siebie o 6 mm. Pojemność kondensatora wynosiła około 3,7 pf. Naładowano go do napięcia 48 V. Zadanie 1.1. (0-1) Oblicz, jaka było powierzchnia jednej płyty kondensatora. Zadanie 1.. (0-) Oblicz, jaka siła działa na elektron znajdujący się pomiędzy okładkami kondensatora. Zadanie 1.1. (0-3) 1 p. prawidłowa metoda i wynik z jednostką. S Pojemność kondensatora można obliczyć ze wzoru C=ε 0 ε r d ponieważ jest to kondensator powietrzny. S= 3,7 10 1 F 6 10 3 m 8,85 10 1 C,5 10 3 m N m Odp.: S,5 10 3 m, zatem S= C d ε 0 ε r przy czym ε r =1, Zadanie 1.. (0-) p. prawidłowa metoda i wynik z jednostką. 1 p. powiązanie wzorów na siłę i natężenie pola elektrycznego oraz podstawienie danych. www.maturnik.pl strona 15/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D

Natężenie pola wewnątrz kondensatora ma wartość E= U d, a siła działająca na ładunek wynosi F=q E, zatem F= q U d = 1,6 10 19 C 48 V =1,8 10 15 N 6 10 3 m Odp.: F=1,8 10 15 N www.maturnik.pl strona 16/16 Klucz do arkusza: GAE_F1_D