Egzaminy 2011 2012

Nazwisko: .............................

WIMiR, r. ID, gr. .......

Imię: ......................................

Nr indeksu .............................

EGZAMIN Z FIZYKI 25.06.2012

1. Napisać definicję momentu siły (2 pkt.), momentu pędu punktu materialnego (2 pkt.), II

zasadę dynamiki dla ruchu obrotowego układu punktów materialnych (2 pkt.), podać prawo

zachowania momentu pędu (2 pkt.). (8 pkt.)

2. Podać definicję siły Coriolisa (2 pkt.), wzór na tę siłę w układzie nieinercjalnym (2 pkt.),

omówić powstawanie cyklonów w oparciu o działanie tej siły (4 pkt.). (8 pkt.)

3. Podać całkową definicję pracy (2 pkt.), wyprowadzić związek między pracą a energią

kinetyczną (6 pkt.). (8 pkt.)

4. Napisać transformację Lorentza dla ruchu wzdłuż osi x (2 pkt.), zrobić rysunek (2 pkt.),

omówić znaczenie symboli (2 pkt.) i podać jej sens fizyczny (2 pkt.). (8 pkt.)

5. Omówić zjawisko interferencji fal na dwóch szczelinach: rysunek (2 pkt.), amplituda

wypadkowa (2 pkt.), warunek fazowy na maksimum amplitudy (2 pkt.), na minimum (2 pkt.),

związek między kątem ugięcia θ a długością fali λ (2 pkt.). (10 pkt.)

6. Podać twierdzenie Fouriera dla rozkładu funkcji okresowej (6 pkt.) i dwa jego zastosowania w

technice (4 pkt.). (10 pkt.)

7. Zdefiniować wektor natężenia pola elektrycznego (2 pkt.), strumień tego wektora (2 pkt.),

podać prawo Gaussa w postaci całkowej (2 pkt.) i różniczkowej (2 pkt.), podać również

definicję dywergencji wektora (2 pkt.) i twierdzenie o rozkładzie ładunku na przewodniku

(2 pkt.). (12 pkt.)

8. Podać definicję oporu elektrycznego (2 pkt.), definicję oporu właściwego (2 pkt.), związek

między nimi (2 pkt.), prawo Ohma (2 pkt.), narysować orientacyjne wykresy zależności oporu

właściwego od temperatury dla metali normalnych (2 pkt.) i nadprzewodzących (2 pkt.) z

pełnym opisem. (12 pkt.)

9. Jedno z równań Maxwella ma postać

dΦ

∫ B ⋅ d = µ i

µ ε

0 +

0 0

Podać jego sens fizyczny (2 pkt.). Omówić znaczenie wszystkich występujących tu wielkości

fizycznych (10 pkt.) (12 pkt.)

10. Jeden mol gazu doskonałego o objętości V1 i ciśnieniu p1 rozpręża się w próżnię do

objętości 3 razy większej. Proces zachodzi w osłonie adiabatycznej. Obliczyć zmianę

entropii ∆S. Dana jest stała gazowa R. Zrobić rysunek. (12 pkt.)

Nazwisko: .............................

WIMiR, r. IA, gr. .......

Imię: ......................................

Nr indeksu .............................

EGZAMIN Z FIZYKI 2.07.2012

1. Zdefiniować drugą prędkość kosmiczną względem Ziemi (2 pkt.) i obliczyć ją (6 pkt.). (8 pkt.)

2. Podać definicję momentu bezwładności względem ustalonej osi (2 pkt.), wzór na energię

kinetyczną ruchu obrotowego bryły sztywnej (2 pkt.) i twierdzenie Steinera słownie oraz

wzorem (4 pkt.). (8 pkt.)

3. Wyprowadzić równanie różniczkowe dla ruchu drgającego tłumionego (4 pkt.), napisać

rozwiązanie dla przypadku pseudookresowego (2 pkt.) i narysować orientacyjny wykres (2

pkt.). (8 pkt.)

4. W ramach szczególnej teorii względności zapisać II zasadę dynamiki (2 pkt.), podać definicję

pędu (2 pkt.), oraz wzór na energię całkowitą, dowolny, ale z opisem (4 pkt.). (8 pkt.)

5. Podać prawo Archimedesa (2 pkt.), warunek pływania ciał (2 pkt.), prawo Pascala (2 pkt.),

dwa zastosowania techniczne tego prawa (4 pkt.). (10 pkt.)

6. Zdefiniować słownie siłę elektromotoryczną (2 pkt.), podać wzór definiujący (2 pkt.),

jednostkę (2 pkt.) i dwa prawa Kirchhoffa (4 pkt.). (10 pkt.)

7. Podać wzór na siłę Lorentza (2 pkt.), wyjaśnić symbole tam występujące (4 pkt.), opisać ruch

ładunku elektrycznego pod wpływem tej siły (2 pkt.), podać nazwy dwóch urządzeń,

omawianych na wykładzie, w których siła Lorentza jest podstawą działania (4 pkt.). (12 pkt.)

8. Podać definicję ferromagnetyzmu jako zjawiska (2 pkt.), wyjaśnić przyczynę jego

wystepowania (2 pkt.), podać dwa przykłady materiałów ferromagnetycznych (2 pkt.),

narysować przykładową strukturę domenową (2 pkt.), narysować petlę histerezy z opisem (2

pkt.) i zależność namagnesowania od temperatury dla pojedynczej domeny (2 pkt). (12 pkt.)

9. Jedno z równań Maxwella ma postać

dΦ

∫ E⋅ d

l = −

Podać jego sens fizyczny (2 pkt.). Omówić znaczenie wszystkich występujących tu wielkości

fizycznych (10 pkt.) (12 pkt.)

10. Obliczyć zmianę entropii ∆ S przy zamianie masy m lodu o temperaturze T 1=263 K w parę

wodną o temperaturze T 3=373 K. Dane są: c 1 - ciepło właściwe lodu, c 2 - ciepło topnienia

lodu w temperaturze T 2=273 K, c 3 - ciepło właściwe wody, c 4 - ciepło parowania wody w

temperaturze T 3=373 K. Wskazówka: obliczyć zmianę entropii ∆ S dla każdego z tych

czterech procesów oddzielnie i potem dodać. (12 pkt.)

Nazwisko: .............................

WIMiR, r. I..., gr. .......

Imię: ......................................

Nr indeksu .............................

EGZAMIN Z FIZYKI 10.09.2012, 9:00

1. Wymienić cztery oddziaływania fundamentalne i napisać za co są odpowiedzialne

(po 2 pkt. za każde). (8 pkt.)

2. Omówić, kiedy występuje siła Coriolisa (2 pkt.), napisać wektorowy wzór na tę siłę

odczuwaną w układzie nieinercjalnym (2 pkt.), podać dwa przykłady zjawisk, w

których działanie tej siły się przejawia (4 pkt.). (8 pkt.)

3. Podać twierdzenie Steinera (2 pkt.) z dowodem (6 pkt.). (8 pkt.)

4. Napisać transformację Lorentza (4 pkt.) i wyprowadzić wzór na relatywistyczne

dodawanie prędkości (4 pkt.). (8 pkt.)

5. Podać prawa opisujące cztery przemiany gazu doskonałego, tzn. równanie i

wykres (po 2 pkt. za każdą) oraz równanie stanu gazu doskonałego (2 pkt.). (10

pkt.)

6. Zdefiniować

takie

pojęcia

jak:

ferromagnetyzm,

antyferromagnetyzm,

ferrimagnetyzm (po 2 pkt. za każde), dla ferromagnetyka narysować pętlę

histerezy z opisem (2 pkt.) i przykładową strukturę domenową (2 pkt.). (10 pkt.)

7. Napisać układ równań Maxwella w postaci różniczkowej (8 pkt) i dla każdego

podać jego sens fizyczny (4 pkt.). (12 pkt.)

8. Podać wzór na siłę działającą na przewodnik z prądem w polu magnetycznym B

(3 pkt.), zdefiniować moment magnetyczny µ ramki z prądem (3 pkt.), napisać

wzór na moment siły τ działający na dipol o momencie magnetycznym µ w polu B

(3 pkt.) i na energię dipola magnetycznego w polu B (3 pkt.). (12 pkt.)

9. Omówić wytwarzanie ultradźwięków (4 pkt.), podać cztery zastosowania

ultradźwięków (po 2 pkt. za każde). (12 pkt.)

10. Do bateryjki o sile elektromotorycznej E=4.5 V podłączono szeregowo

amperomierz o oporze r A=1 Ω i żaróweczkę o mocy nominalnej P N=12 W przy

napięciu nominalnym U N=12 V. Amperomierz wskazał natężenie I=0.1 A. Jaki

jest opór wewnętrzny baterii r W? Narysować obwód. (12 pkt.)

Nazwisko: .............................

WIMiR, r. I..., gr. .......

Imię: ......................................

Nr indeksu ............................

EGZAMIN Z FIZYKI 10.09.2012, 12:00

1. Sformułować drugą zasadę dynamiki Newtona (2 pkt.), wyprowadzić prawo

zachowania pędu dla punktu materialnego (4 pkt.), zapisać to prawo słownie

(2 pkt.). (8 pkt.)

2. Wyprowadzić równanie różniczkowe ruchu harmonicznego prostego (4 pkt.) i

rozwiązać je (4 pkt.). (8 pkt.)

3. Podać prawo grawitacji Newtona słownie (2 pkt.) i wektorowo (2 pkt.), wzory na

energię potencjalną oddziaływania grawitacyjnego dwóch mas (2 pkt.) i na

potencjał pola grawitacyjnego pojedynczej masy punktowej (2 pkt.). (8 pkt.)

4. Napisać transformację Lorentza (4 pkt.) i wyprowadzić wzór na relatywistyczną

dylatację czasu (4 pkt.). (8 pkt.)

5. Podać prawo Coulomba słownie (2 pkt.) i wektorowo (2 pkt.), prawo Gaussa dla

pola elektrycznego słownie (2 pkt.) i w postaci całkowej (2 pkt.), omówić związek

między nimi (2 pkt.). (10 pkt.)

6. Zdefiniować efekt Halla (2 pkt.), zrobić rysunki (2 pkt.) i wyprowadzić wzór na

napięcie Halla (4 pkt.). Podać dwa jego zastosowania w nauce i technice (2 pkt.).

(10 pkt.)

7. Opisać silnik Carnota (2 pkt.) i cykl Carnota (6 pkt.), podać wzory na jego

sprawność (po 2 pkt. za każdy). (12 pkt.)

8. Podać wzór na siłę działającą na przewodnik z prądem w polu magnetycznym B

(3 pkt.), zdefiniować moment magnetyczny µ (3 pkt.), napisać wzór na moment

siły τ działający na dipol o momencie magnetycznym µ w polu B (3 pkt.) i na

energię dipola magnetycznego w polu B (3 pkt.). (12 pkt.)

9. Napisać układ równań Maxwella w postaci różniczkowej (8 pkt) i dla każdego

podać jego sens fizyczny (4 pkt.). (12 pkt.)

10. Żarówkę o mocy nominalnej P 0=20 W dla napięcia U 0=12 V przyłączono do

źródła prądu stałego o SEM E=12 V i oporze wewnętrznym r w=1 Ω . Obliczyć:

opór R tej żarówki, prąd I płynący w obwodzie, spadek napięcia U na żarówce

oraz moc rzeczywistą P wydzielaną na żarówce. Obliczenia liczbowe wystarczy

prowadzić z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. (12 pkt.)

Nazwisko: .............................

WIMiR, r. I..., gr. .......

Imię: ......................................

Nr indeksu .............................

EGZAMIN Z FIZYKI 17.09.2012

1. Dla punktu materialnego podać: definicję momentu pędu (2 pkt.), definicję

momentu siły (2 pkt.), najogólniejsze sformułowanie II zasady dynamiki dla ruchu

obrotowego (2 pkt.), wyprowadzić z niej prawo zachowania momentu pędu

(2 pkt.), sformułować słownie to prawo zachowania (2 pkt.). (10 pkt.)

2. Zdefiniować ruch harmoniczny prosty (2 pkt.), wyprowadzić równanie różniczkowe

tego ruchu (4 pkt.) i rozwiązać je (4 pkt.). (10 pkt.)

3. Podać trzy prawa Keplera (po 2 pkt. za każde) oraz dowód trzeciego prawa

(4 pkt). (10 pkt.)

4. Napisać transformację Lorentza (4 pkt.) i wyprowadzić wzór na relatywistyczne

skrócenie długości (4 pkt.). (8 pkt.)

5. Wyjaśnić przyczyny powstawania oporu elektrycznego (2 pkt.), podać wzór

definicyjny oporu właściwego (2 pkt.), narysować orientacyjne (ale z opisem osi i

ważnych punktów) wykresy zależności oporu właściwego od temperatury dla

metali normalnych i nadprzewodzących (po 2 pkt. za każdy). (8 pkt.)

6. Podać prawa opisujące cztery przemiany gazu doskonałego, tzn. równanie i

wykres (po 2 pkt. za każdą) oraz równanie stanu gazu doskonałego (2 pkt.). (10

pkt.)

7. Omówić ruch ładunku elektrycznego w polu magnetycznym (4 pkt.) i wyprowadzić

wzór na częstość cyklotronową (4 pkt.). (8 pkt.)

8. Wyprowadzić równanie Bernoulliego dla cieczy idealnej. (12 pkt.)

9. Omówić wytwarzanie ultradźwięków (4 pkt.), podać cztery zastosowania

ultradźwięków (po 2 pkt. za każde). (12 pkt.)

10. Kulka o masie m=0,01 kg zawieszona na lince o długości l=10 m została

odchylona od pionu o kąt θ =60o i puszczona swobodnie. Obliczyć prędkość v i

przyspieszenie a kulki oraz naprężenie T linki w najniższym punkcie toru.

Przypominam, że szukane wielkości są wektorami, więc oprócz ich wartości

należy podać także ich kierunek i zwrot, po prostu na rysunku. Przyspieszenie

ziemskie g=10

. (12 pkt.)