Szkolna Liga Zadaniowa – „Fizyka 2000/2001”

CZWARTA SERIA ZADAŃ

1

Włodawa, 12 lutego 2001 r.

S

S

z

z

k

k

o

o

l

l

n

n

a

a

L

L

i

i

g

g

a

a

Z

Z

a

a

d

d

a

a

n

n

i

i

o

o

w

w

a

a

-

-

„

„

F

F

i

i

z

z

y

y

k

k

a

a

2

2

0

0

0

0

0

0

/

/

2

2

0

0

0

0

1

1

”

”

CZWARTA SERIA ZADAŃ

1. Do wody o masie m

1

= 4,5 kg i temperaturze t = 20

o

C wrzucamy lód o masie

m

2

= 0,5 kg i temperaturze t

2

= -10

o

C. Wiemy, że: c

1

= 4,2

⋅

10

3

K

kg

J

⋅

- ciepło

właściwe wody, c

2

= 2,1

⋅

10

3

K

kg

J

⋅

- ciepło właściwe lodu, q = 3,36

⋅

10

5

kg

J

-

ciepło topnienia lodu.

a/ Wyznaczyć temperaturę końcową uzyskanej wody.
b/ Przedstawić graficznie zależność wymienionego w układzie ciepła Q od
temperatury t. Wykres odpowiednio objaśnić i uzasadnić.

2. Ustal, czy następujące stwierdzenia są prawdziwe (odpowiedź uzasadnij):

a/ „Dwie identyczne metalowe kule, naładowane ładunkami różnoimiennymi o tej
samej wartości bezwzględnej, silniej oddziałują na siebie niż naładowane ładunkami
jednoimiennymi o takich samych wartościach bezwzględnych”.
b/ „Elektron w polu elektrostatycznym porusza się zawsze wzdłuż linii tego pola”.
c/ „W pewnym punkcie przestrzeni, linie pola elektrostatycznego wytworzonego przez
metalową naładowaną kulkę, przecinają się”.

3. W czasie lotu załogowego na Księżyc pojazd kosmiczny, składający się z orbitera

o masie 40 ton oraz lądownika o masie 10 ton, znalazł się na orbicie kołowej Księżyca.
Promień tej orbity wynosi 1890 km. Lądownik zostaje odłączony od orbitera
i rozpoczyna się faza lądowania na
Księżycu. Aparatura pomiarowa
lądownika rozpoczyna pomiar
wysokości natężenia pola gra-
witacyjnego Księżyca w chwili
odłączenia lądownika od orbitera.
Wynik pomiarów przedstawiono na
wykresie zależności wartości
natężenia pola grawitacyjnego

γ

od

wysokości h nad powierzchnią
Księżyca (rys. 1).

Rys. 1. Zależności wartości natężenia pola
grawitacyjnego

γ od wysokości h nad

powierzchnią Księżyca

Szkolna Liga Zadaniowa – „Fizyka 2000/2001”

CZWARTA SERIA ZADAŃ

2

A/ Na podstawie danych zebranych przez lądownik oblicz masę Księżyca.
B/ Oblicz, o ile procent jest mniejsza siła grawitacji działająca na kosmonautę o masie
200 kg wraz z ekwipunkiem przebywającego w orbiterze znajdującym się na orbicie, od
siły grawitacji działającej na tego samego kosmonautę przebywającego na powierzchni
Księżyca.
C/ Wyjaśnij, jak zmieniłaby się prędkość orbitera, gdyby poruszał się on po orbicie
o mniejszym promieniu. Odpowiedź uzasadnij.
D/ Oblicz okres obiegu orbitera po orbicie zakładając, że porusza się on z prędkością
1632 m/s. Wynik podaj w minutach.

4. Mając do dyspozycji zestaw przewodników, opornik, źródło prądu stałego, opornicę

suwakową oraz amperomierz i woltomierz, uczeń miał za zadanie sprawdzić słuszność
prawa Ohma. Niepewność pomiarowa przyrządów wynosiła odpowiednio: 10 mA
i 0,25 V. Uzyskane wyniki pomiarów zostały zebrane w poniższej tabeli:

i[mA] 50 120 160 180 280 320 340 380 430 490
U[V] 1,2 2,5 3,5 4,0 5,5 6,5 7,5 8,0 9,0 10,0

a/ Narysuj schemat układu pomiarowego, jaki powinien zbudować uczeń, aby
poprawnie wykonać zadanie (wykorzystaj wszystkie wymienione elementy
obwodu).
b/ Nanieś punkty pomiarowe w układzie współrzędnych i = f(U), ich niepewności
pomiarowe oraz dopasuj do naniesionych punktów odpowiednią linię (wykres
wykonaj na papierze milimetrowym lub skorzystaj z odpowiedniego programu
komputerowego np. arkusza kalulacyjnego Microsoft Excel lub Microcal Origin).
c/ Na podstawie otrzymanego wykresu zależności i = f(U) wyznacz wartość oporu
wykorzystanego opornika.

Uwaga! Termin składania rozwiązań upływa 12 marca 2001 r.