Pytania

1. Podaj zasady zachowania, jakie obowiązują w fizyce

zasada zachowania energii,

pędu,

momentu pędu

ładunku elektrycznego

masy

1. Opisz jak zmienia się energia układu gdy upuszczamy na podłogę miękką kulkę z plasteliny

W momencie zdezenia energia kinetyczna kulki daży niemal do zera. Ten ubytek energi kinetycznej zamienia się na prace której efektem jest stale odksztalcenie kulki.

1. Na czym polega efekt cieplarniany? Zapisz bilans strumieni mocy dopływającej i odpływającej od Ziemi przy założeniu, że nie ma atmosfery. Jak atmosfera zmienia ten bilans?

Efekt cieplarniany:

1. Słońce wypromieniowuje energię cieplną

2. Część energii cieplnej zostaje pochłonięta, reszta odbija się od powierzchni Ziemi i znajduję się w atmosferze

3. Zwiększona ilość gazów znacznie utrudnia wydostanie się energii cieplnej z atmosfery

4. Część energii cieplnej pozostaje w atmosferze

5. Temperatura powietrza podnosi się

Tz= $\sqrt[4]{\frac{\left( 1 - a \right)S}{4\sigma}}$ =- 18stC a- albedo Ziemi, S- stała słoneczna

Jeżeli uwzględnimy atmosferę, to temperatura zwiększa się diametralnie. Z -18 do 37stC

3. Co to jest dziura ozonowa?

Dziura ozonowa jest to zjawisko spadku steżenia ozonu(O3) w atmosferze. Dzieje się tak wskutek duzej ilosci zwiazkow chemicznych wydzielanych do atmosfery, zwanych freonami. Pod wplywem promieniowania ultrafioletowego freony ulegaja rozpadowi i uwalniane są atomy chloru który reakcji z ozonem rozbija jego czasteczki. Skutkiem dziury ozonowej jest zwiekszona ilosc szkodliwych promieni ultrafioletowych docierajacych do powierzchni ziemi.

Zjawisko to występuje głównie obszarach podbiegunowych.

3. Wymień gazy cieplarniane.

H2O, N2O, O3, CH4, CO2, freony, halon, halogenki alkilowe.

3. Co to jest promieniowanie ciała doskonale czarnego? Jak zależy widmo i energia promieniowania od temperatury? W jakim zakresie promieniuje Ziemia?

Jest to efekt calkowitego pochlaniania promieniowania elektromagnetycznego, które nie zależy od długości fali. Widmo i energia promieniowania jest niezalezna od temperatury ciala.

Ziemia promieniuje w zakresie podczerwieni.

3. Wymień czynniki, które mogłyby wpłynąć na globalną temperaturę Ziemi. Co nazywany globalnym ociepleniem?

Zwiekszona emisja gazow cieplarnianych, większa ilość pary wodnej w powietrzu, wzrost zachmurzenia, szybszy wzrost roślinności.

Globalnym ociepleniem nazywamy podwyzszenie srednich temperatur na ziemi oraz w oceanach.

3. W jaki sposób warunki panujące na Ziemi reagują na zmianę zewnętrznych, lub wewnętrznych czynników? Jakiego rzędu jest opóźnienie czasowe tej reakcji?

Opóźnienie wynosi około 100 lat.

3. Jakie są główne przyczyny cyklicznych zmian klimatu na Ziemi (cykle Milankovicza)?

Glowna przyczyna zmian klimatu na ziemi są 3 cykle astronomiczne

• zmiana ksztaltu orbity ziemi – co ok. 100tys lat

• zmianą nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki- w ciągu 41 tys. Lat

• - zmiana położenia osi naszej planety w wyniku precesji- w ciągu 22 tyś. lat

3. Wymień elementy niezbędne do uwzględnienia przy tworzeniu modelu zmian klimatycznych.

1)- równania ruchu

- równania hydrostatyczne

- równania stanu gazu

- zasada zachowania masy

- równania dla pary wodnej

- równania dla wodności chmur

- warunki powierzchniowe ( ukształtowanie Ziemi, szorstkość, albedo, emisyjność, zasolenie itp.)

2)!

• Działalność człowieka

• Wymiana z biosferą

• Opady

• Rozpuszczanie się CO2

• Pokrywa śnieżna

• Pęd parowania wody

• Promieniowanie Słońca i Ziemi

• Chmury i wulkany

• Ukształtowanie powierzchni

• Ruchy wody

• zlodowacenia

3. Co to jest efekt motyla?

Jest to ilustracja zjawiska chaosu deterministycznego, Mówi o tym, że bardzo mała zmiana tj. np. ruch skrzydeł motyla może spowodować ogromne skutki w rozwiązaniu końcowym. Przykladami tego efektu sa zjawiska meteorologiczne lub zmiany klimatu.

3. Jakie są główna mechanizmy wymiany ciepła? W jaki sposób zależą od temperatur obu obiektów?

Przewodzenie – przekazywanie energii od jednej cząstki do drugiej za pośrednictwem ruchu drgającego tych cząstek,

Promieniowanie - przekazywanie ciepła w postaci energii promieniowania, którego natura jest taka sama jak energii świetlnej

Konwekcja (wnikanie) - wiąże się z ruchem konwekcyjnym gazów lub cieczy, wywołanym bądź różnicą gęstości (różnicą temperatur), bądź przez wymuszenie czynnikami zewnętrznymi.

Chłodzenie przez parowanie – cząstki, które mają większą energię kinetyczną (temperaturę) uciekają z powierzchni ciała (gazu, cieczy)

Ciepło samorzutnie przechodzi z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej temperaturze, aż do wyrównania temperatur. Samorzutnie nie dzieje się odwrotnie.

3. Co to jest i od czego zależy opór cieplny?

Jednostka opisująca jak bardzo na jednostkę czasu trzeba ogrzewać pomieszczenie, żeby utrzymać w nim stałą temperaturę. Zależy od izolacji pomieszczenia (grubości, powierzchni, przewodnictwa materiału), ilości mostków cieplnych (miejsc gdzie ucieka najwięcej ciepła), temperatury wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia i strumienia ciepła.

1 opór cieplny można opisać wzorem:

Ix= k$\frac{T1 - T2}{d}$ k- materiał, d- odległość

3. Jakie promieniowanie rejestrują kamery termowizyjne? Gdzie znajdują zastosowanie?

Takie kamery rejestruja wylacznie promieniowanie podczerwieni, maja one zastosowanie w robotyce wojskowej oraz cywilnej, przeroznych czujnikow wykrywajacych obiekty promieniujace cieplem oraz w pozarach i ratownictwie.

3. Na czym polega I zasada termodynamiki ? Zilustruj jej działanie na konkretnym przykładzie. Jaki rodzaj perpetuum mobile jest niemożliwy zgodnie z I zasadą termodynamiki?

I zasada termodynamiki – zmiana energii układu równa jest dostarczonemu mu ciepłu.

Ciepło układu= wzrost Ewew + W wykonana przed układ

Przykład : Jeśli ogrzewamy powietrze w zamkniętym cylindrze, to jego V=const-> powietrze nie wykonuje pracy. Całe ciepło idzie na zmianę Ewew. Gdy cylinder zamknięty hest ruchomym tłokiem, powietrze rozszerza się i wypycha go w górę, wykonując nad nim pracę. Dzieje się to kosztem Ewew- temp powietrza rośnie wolniej. Jeśli układ nie wykonuje nad otoczeniem żadnej pracy, to pobrane ciepło w całości przekształca się na Ewew.

Niemozliwym modelem perpetum mobile jest maszyna która wlasne cieplo wykorzystywala by do wykonania pracy skutkujacej ponownym jej nagrzewaniem. Przyczyna tego oczywiscie są straty ciepla oraz energi poniesione podczas tego procesu.

3. O czym mówi II zasada termodynamiki? Jakich silników według niej nie można zrealizować?

II Zasada Termodynamiki- ciepło nigdy nie przepływa spontanicznie z ciała zimnego do ciepłego.

Niemożliwe jest skonstruowanie silnika cieplnego (perpetuum mobile II rodzaju), pracującego cyklicznie i w całości zamieniającego pobrane ze źródła ciepło na pracę.

3. Do czego jest przydatne pojęcie sprawności silnika Carnota?

Pojęcie to przydatne jest nam do okreslenia ilości pracy użytecznej jaką możemy uzyskać z danego silnika z określonej ilości dostarczonego ciepła.

3. Opisz zasadę działania lodówki, klimatyzatora i silnika cieplnego jako przepływu energii.

W lodówce chłodzenie odbywa się za pomocą chłodniczego urządzenia absorpcyjnego lub sprężarkowego. W lodówce ciecz zwana czynnikiem chłodniczym (płyn parujący przy niskiej temperaturze) pobiera ciepło z chłodzonego otoczenia przechodzi przez parownik. Ogolna zasada urzadzen tego typu polega na pobieraniu energi w jednym miejscu i oddawaniu jej w drugim.

Klimatyzator- Wentylator wymusza obieg powietrza na parowniku umieszczonym wewnątrz chłodzonego pomieszczenia (1. jednostka wewnętrzna). Powietrze z pomieszczenia ochładza się na parowniku oddając ciepło czynnikowi chłodniczemu pośredniemu, który krąży w obiegu zamkniętym.

Silnik cieplny- urządzenie, które zamienia energię termiczną (cieplną) w energię mechaniczną (praca) lub elektryczną

3. Czy na podstawie II zasady termodynamiki można określić kierunek przepływu czasu?

Tak, można, zgodnie z II zasadą termodynamiki, w układach izolowanych, podlegających wewnętrznym przemianom termodynamicznym entropia zwiększa się z upływem czasu. W związku z tym można stwierdzić, iż układ izolowany w stanie, w którym miał mniejszą entropię, znajdował się na osi czasu wcześniej, niż w stanie, w którym miał większą entropię.

3. Co to jest entropia? Jak entropia wiąże się z II zasadą termodynamiki?

Entropia jest to miara nieporządku; termodynamiczna funkcja stanu, określająca kierunek przebiegu procesów spontanicznych (samorzutnych) w odosobnionym układzie termodynamicznym.

Można wyznaczyć ją wzorem : $\text{ΔS} = \frac{\text{ΔQ}}{T}$ w układach zamkniętych ΔS≥0

II zasada termodynamiki mówi, że w dłuższym przedziale czasu entropia zawsze rośnie

3. Co to jest i jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła jest urządzeniem wymuszającym przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten przebiega wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych).

3. Opisz przepływy energii w konwencjonalnej elektrowni węglowej.

Energia cieplna pochodzi zwykle ze spalania paliwa w kotle parowym. Służy ona do podgrzania i odparowania wody oraz przegrzania pary wodnej. W turbinie następuje zamiana energii cieplnej pary na energię mechaniczną odprowadzaną wałem do generatora elektrycznego, w którym zamieniana jest na energię elektryczną.

3. Dlaczego sprawność rzeczywistych silników jest mniejsza od sprawności silnika Carnota?

Ponieważ załozeniem Carnota był silnik o idealnych parametrach, nie powodujacych zadnych strat energi – takie silniki nie istnieja.

3. Dlaczego uzyskuje się wyższą sprawność łącząc turbinę gazową z elektrownią węglową niż korzystając z każdej z nich osobno?

Ponieważ, dzieki takiemu połaczeniu spreżone powietrze podawane do komory spalania ogrzewane jest ciepłem rozprężonych w turbinie, ale jeszcze gorących spalin. Do komory spalania wtryskiwana jest wtedy mniejsza ilość paliwa przy tej samej mocy mechanicznej odprowadzanej z turbiny, co jest równoznaczne ze wzrostem sprawności.

3. Jaka jest różnica między silnikiem spalinowym i silnikiem cieplnym?

Róznica polega na tym, że silnik spalinowy wykorzystuje sprezanie i rozprezanie czynnika termodynamicznego(paliwa) do wytworzenia momentu obrotwego lub sily, natomiast silnik cieplny zamienia bezposrednio energie cieplna w mechaniczna lub elektryczna.

3. Wymień możliwe sposoby magazynowania energii. Skomentuj wady każdego z nich.

1. Grawitacyjne- , wymaga to wyzej polozonego zbiornika do którego wpompowywali bysmy wode, trudno o takie urzadzenia w zwyklych domach.

2. W kołach zamachowych- ze względu na forme magazynowania tj. w postaci energi kinetycznej wirujacego koła zamachowego, metoda ta jest zadko wykorzystywana.

3. Chemiczne w bateriach (akumulatory)- magazynuja one prad staly a w typowej instalacji domowej wymagany jest prad zmienny. Dodatkowo wystepuja duze straty energi.

4. W ogniwach paliwowych- konieczność wytworzenia czystego wodoru, metanu lub gazu ziemnego

5. Energia sprężonego gazu – niewykorzystywane w gospodarstwach domowych

6. Ciekły azot- tylko e elektrowniach; nie przetestowany.

3. W jaki sposób przesyłamy energię?

Ze względu na rodzaj przesyłanej energii sieci dzieli się na:

ciepłownicze -zespół urządzeń technicznych służących do transportu rurociągowego energii cieplnej od źródła ciepła do odbiorców

elektroenergetyczne - zbiór przewodów elektrycznych i urządzeń powiązanych pod względem funkcjonalnym i połączonych elektrycznie, przeznaczonych do przesyłania i rozdzielania na określonym terytorium wytworzonej w elektrowniach energii elektrycznej.

paliwowe (w tym gazowe) – paliwo przesylane poprzez rurociagi, gazociagi.

3. Dlaczego elektryczne linie przesyłowe maja wyższe napięcie, niż 220V?

Ponieważ przesylanie energi na dalekie odleglosc wiaze się z dość sporymi jej stratami, natomiast dzieki bardzo wysokiemu napieciu rzedu od 60 do 220kV straty te są o wiele mniejsze.

3. Wymień konwencjonalne i niekonwencjonalne źródła energii?

Konwencjonalne:

• Ropa naftowa

• Węgiel

• Gaz

• Energia jądrowa

Odnawialne( niekonwencjonalne):

• Woda

• Słońce

• Wiatr

• Biomasa

• Energia geotermalna

3. Jakie trudności napotyka korzystanie z energii Słońca, wody, wiatru i biomasy?

Głownymi trudnosciami w pobierainu tego typu energi jest brak odpowiednio wydajnych urzadzen które zamienialy by ta energie w cieplna lub elektryczna. A więc problemem są tu kwestie techniczne oraz duza ilosc pieniedzy wymagana do zainwestowania w ta dziedzine.

3. Skąd się bierze energia geotermalna?

Jest to energia cieplna. Pochodzi ona z wnetrza ziemi, szczegolnie 'latwo' dostepna na obszarach dzialanosci sejsmicznej i wulkanicznej. woda opadowa która wnika w glab ziemi jest ogrzewana przez ogniska magmowe znajdujace się pod skorupa ziemska.

3. Co to jest kolektor słoneczny i na jakiej zasadzie działa?

Jest to urzedzenie pochlaniajace promienie sloneczne i zamieniajace ich energie na energie cieplna. Energia docierająca do kolektora zamieniana jest na energię cieplną nośnika ciepła, którym może być ciecz lub gaz.

3. Jak jest różnica między kolektorem słonecznym i baterią słoneczną?

Kolektor cieplny pobiera bezposrednio cieplo z promieni slonecznych natomiast bateria sloneczna wykorzystuje energie swiatla(fotonow) w wyniku zjawiska fotowoltanicznego tworzac napiecie elektryczne

3. Co jest podstawą działania baterii słonecznej?

Podstawą dzialania baterii slonecznej jest fotoogniwo zbudowane z polprzewodnika tworzac zlacze p-n na które pada swiatlo i w wyniku zjawiska fotowoltaicznego w zlaczu p-n powstaje napiecie.

3. Czym różni się fotodioda od fotoogniwa?

W przypadku fotodiody, zlacze p-n musi być polaryzowana zaporowo z zewnętrznego źródła napięcia. Fotodioda cały czas jest pod napięciem, zamyka się obwód gdy się na nią zaświeci. Działa odwrotnie od fotoogniwa.

3. Na jakiej zasadzie działają skrzydła wiatraka?

Odpowiednio ustawione platy skrzydel pod wplywem oporow powietrza(wiatru) zostaja wprawione w ruch.

3. Jaki jest przepływ energii przy produkcji prądu za pomocą wiatraków?

Energia kinetyczna wiatru jest zamieniana w turbinie na prace mechaniczna a ta z kolei na energie elektryczna.

3. Co należy brać pod uwagę rozstawiając wiatraki prądotwórcze? Od czego zależy ich efektywność?

Przede wszystkim najwazniejsze jest umiejscowienie takiego wiatraraka, musi być to miejsce wietrzne. Aby takie warunki były spelnione konieczne jest tez aby takie wiatraki były odpowiednio wysoki. Problemem jest tu ptactwo które często jest okaleczane lub usmiercane przez tego typu elektrownie, dodatkowo uciazliwy jest halas, a więc należy budowac takie elektrownie na terenach niezabudowanych.

3. Co to są izotopy promieniotwórcze?

pierwiastki lub odmiany pierwiastków (izotopy), których jądra atomów są niestabilne i samorzutnie ulegają przemianie promieniotwórczej. W wyniku tej przemiany powstają inne atomy, cząstki elementarne, a także uwalniana jest energia w postaci promieniowania gamma i energii kinetycznej produktów przemiany.

3. Jak wygląda prawo zaniku substancji promieniotwórczej? Od czego zależy jej aktywność?

to zależność określająca szybkość ubywania pierwotnej masy substancji zbudowanej z jednego rodzaju cząstek , która ulega naturalnemu, spontanicznemu rozpadowi.

Rozpad ten jest zalezny od stalej charakterystycznej dla tego materialu.

Natomiast aktywnosc jest proporcjonalna do aktualnej liczby jader pierwiastka.

3. Skąd się bierze energia jądrowa?

Energia jądrowa to energia wydzielana podczas przemian jądrowych. Uwalnianie się energii podczas tych przemian związane jest z różnicami w energii wiązania poszczególnych jąder atomowych.

3. Jaki jest stosunek uzyskanej energii na jednostkę masy w przypadku energii jądrowej i energii chemicznej ze spalania węgla kamiennego?

4. Jaka jest zasada działania elektrowni jądrowej?

Taka elektrownia wytwarza energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub wzbogaconego), energia ta wykorzystywana jest do uzyskania pary wodnej która z kolei napedza turbine polaczona z generatorem.

3. Na czym polega określanie wieku metoda węglową?

Polega na pomiarze stosunku ilości zawartych w nich izotopów węgla 12C i 14C. Zwierzeta i rosliny wchlaniaja dwutlenek wegla którego część zawiera promieniotworczy izotop C14. Po obumarciu organizm przestaje wchłaniać ten izotop i proporcja izotopu promieniotwórczego do niepromieniotwórczego zaczyna się zmieniać wskutek rozpadu zachodzącego w znanym tempie (połowa tej ilości zanika przez 5730lat) Na teka podstawie można laboratoryjnie zmierzyć czas, jaki upłynął od obumarcia rośliny.

3. Co mierzy licznik Geigera-Mullera?

Licznik ten mierzy promieniowanie jonizujace.

3. Co to jest reakcja łańcuchowa? Czym się różni zastosowanie reakcji łańcuchowej przy konstruowaniu bomby i elektrowni jądrowej?

Po zainicjowaniu reakcja przebiega początkowo tylko w niewielkiej części ośrodka, lecz jej produkty - ciepło, światło, reaktywne produkty pośrednie - inicjują reakcję w kolejnym punkcie ośrodka, na skutek czego rozwija się ona lawinowo bez potrzeby udziału zewnętrznego czynnika inicjującego. W przypadku elektrowni jadrowej proces ten jest kontrolowany przez odpowiednie chlodzenie(spowalnianie neutronow) natomiast w przypadku bomby rozpad ten jest calkowicie niekontrolowany.

3. Scharakteryzuj skutki działania promieniowania jądrowego na organizmy żywe. Czym różnią się skutki deterministyczne od stochastycznych?

Dla organizmów żywych promieniowanie moze być szkodliwe, gdyż prowadzi ono do zakłócenia przemian biochemicznych warunkujących prawidłowe funkcjonowanie organizmu i do zmian strukturalnych komórek.

Skutki:

• Stochastyczne- przypadkowe (których prawdopodobieństwo wystąpienia jest proporcjonalne do wielkości otrzymanej dawki (należą tu mutacje genetyczne, zachorowania na raka).

• Deterministyczne- powoduje pewne zniszczenie tkanki,( jej podgrzanie; wyglądem podobne do oparzeń)

3. Co trzeba zrobić aby ewentualne awarie elektrowni jądrowych były najmniej szkodliwe?

Zabezpieczenia:

• pasywne (odpowiednie wzmocnione oslony ograniczajace skutki ewentualnych awarii. )

• aktywne (jako wspomagające)

• samoczynne zabezpieczenia:

w wypadku podniesienia temperatury reakcje

jądrowe same się wygaszają

3. Jakie problemy napotyka składowanie odpadów radioaktywnych? Wymień kilka możliwych źródeł takich odpadów.

Odpady te powodują skażenie środowiska naturalnego i są śmiertelnym zagrożeniem dla ludzi zamieszkujących rejony składowania. Nie ma gwarancji, że jakiekolwiek miejsce na ziemi oraz jakikolwiek pojemnik wytrzymają w nienaruszonym stanie pół miliona lat, bo tyle właśnie pluton 239 - najbardziej śmiercionośna substancja stworzona przez człowieka - powinien być odizolowany od środowiska. Głownymi zrodlami odpadow radioaktywnych są oczywiscie same reaktory jądrowe ale także kopalnie w których wydobywa się rude uranu, zaklady w których produkuje się paliwo reaktorowe oraz substancje promieniotworcze wykorszystywane w medycynie i badaniach naukowych niektorych galezi przemyslu.

3. Jakie zastosowania znajdują izotopy promieniotwórcze w medycynie?

Izotopy znalazły zastosowanie w różnych dziedzinach medycyny. Używane są do diagnostyki, terapii i sterylizacji. Wprowadzone do ciała izotopy promieniotwórcze z wielką dokładnością potrafią ujawnić każde zmiany w narządach. Właśnie dlatego stosuje się je m.in. w endokrynologii, neurologii, onkologii. Swoje zastosowanie znajdują także w kardiologii. Wysokie dawki promieniowania używa się także w radioterapii. Jest to jeden ze sposobów leczenia raka.

3. Co to jest tomografia komputerowa? Co przyczyniło się do jej powstania?

Tomografia jest rodzajem tomografii rentgenowskiej, metodą diagnostyczną pozwalającą na uzyskanie obrazów tomograficznych (przekrojów) badanego obiektu. Podstawa tego wynalazku jest dowód wyprowadzony przez austriackiego matematyka, że obraz dwu- i trójwymiarowego obiektu można odtworzyć w sposób zupełny z nieskończonej ilości rzutów tego przedmiotu.

3. Co to jest plazma? Gdzie można ją spotkać?

Plazma to zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, złożona zarówno z cząstek naładowanych elektrycznie, jak i obojętnych. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.

Plazma wystepuje przy bardzo wysokich temperaturach np. w jadrze gwiazd

3. Co to jest reakcja termojądrowa?

zjawisko polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe, w wyniku fuzji mogą powstawać obok nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki elementarne i cząstki alfa.

3. Dlaczego staramy się opanować produkcję energii w oparciu o reakcje termojądrowe?

Ponieważ jest to potencjalnie olbrzymie zrodlo energi, mogące zastapic w przyszlosci inne zrodla energi.

3. Czym różni się przepływ laminarny i turbulentny?

Przeplyw laminarny jest to przepływ uwarstwiony (cieczy lub gazu), w którym kolejne warstwy płynu nie ulegają mieszaniu (w odróżnieniu od ruchu turbulentnego, burzliwego). Przepływ taki zachodzi przy małych prędkościach przepływu. W wyniku ruchu turbuletnego czasteczki zderzaja się i mieszaja ze soba.

3. Od czego zależy charakter przepływu?

Charakter zalezy od predkosci przeplywu oraz wartosci liczby Reynoldsa okreslajacej statecznosc plynow.

3. Co to jest liczba Reynoldsa?

jest to wartosc okreslajaca statecznosc ruchu plynow.

3. Co to jest opór aerodynamiczny, od czego zależy i jak wpływa na ruch ciała w płynie?

Jest to sila skierowana przeciwnie w kierunku ruchu ciala która spowalnia ten ruch a więc jest to sila oporu(mozna traktowac jak sile tarcia). Sila ta zalezna jest od predkosci ciala w plynie, promienia tego ciala oraz lepkosci plynu.

3. W jaki sposób zmniejsza się opór aerodynamiczny pojazdów?

Poprzez nadawanie im aerodynamicznych ksztaltow oraz stosowaniu odpowiednich materialow.

3. Jakie efekty decydują o falowej naturze zjawiska?

Czynnikiem okreslajacym falowa nature zjawiska jest mozliwosc podlegania zjawiskom dyfrakcji i interferencji.

3. W jaki sposób mierzy się poziom natężenia dźwięku?

Poziom natezenia dzwieku mierzy się dzieki logarytmicznej skali natezenia dzwieku w stosunku do umownie przyjetej wartosci odniesienia. Wyraza się go w decybelach.

3. Wymień kilka wielkości, przy pomiarze których używa się skali logarytmicznej.

Skala Richtera - do określania amplitudy drgań wstrząsów sejsmicznych.

Skala decybelowa - do określania poziomu wielkości elektrycznych i akustycznych.

Skala pH - do określania kwasowości i zasadowości wodnych roztworów związków chemicznych.

Skala entropii w termodynamice.

3. Co składa si e na to, że przygotowanie Sali o dobrej akustyce jest trudne? Co należy uwzględnić projektując obiekt pod względem akustycznym?

Warunkiem dobrych własności akustycznych pomieszczeń zamkniętych jest nieprzepuszczalnie energii akustycznej z zewnątrz lub z jednego pomieszczenia do drugiego. Dźwięki przenosić się mogą przez przegrody w postaci dźwięków powietrznych oraz materiałowych - przy pobudzeniu przegrody mechanicznie, np. przez uderzenie. Podstawowym problemem akustyki budowlanej jest uzyskanie dobrych własności izolacyjnych przy możliwie tanich konstrukcjach, co jest szczególnie ważne w budownictwie mieszkaniowym. Zbytnia oszczędność prowadzi jednak do bardzo złych warunków izolacyjności:, co spotykane jest w wielu budynkach mieszkalnych. Uzyskanie dobrych własności izolacyjnych przegród dla dźwięków materiałowych jest na ogół znacznie trudniejsze niż dla dźwięków powietrznych. Celowe jest w tym przypadku stosowanie w konstrukcjach stropów i ścian podkładek sprężystych (np. z gumy), stosowanie przegród wielowarstwowych nie związanych sztywno ze sobą.

Układ funkcjonalny, kubatura wnętrza oraz materiały zastosowane na podłodze, ścianach i suficie mają ogromny wpływ na sposób rozchodzenia się fali dźwiękowej, a tym samym na akustykę przestrzeni.

Rozmiar pomieszczenia, kształt, specyficzne wymiary, tekstury ścian, podłogi i sufit wpływają na koloryt dźwięku. Pomieszczenie odsłuchowe może tłumić pewne częstotliwości lub podbijać niskie częstotliwości co powoduje „dudnienie”. Nie możemy zmienić akustyki barów, wind, taksówek, dyskotek, itd. Można natomiast zmienić akustykę swojego pomieszczenia odsłuchowego tak , aby uniknąć kumulowania się jakichkolwiek odchyleń.
Jakość i przydatność akustyczna pomieszczeń służących do zapisu i odtwarzania dźwięku zależy m.in. od dwóch podstawowych parametrów:
- charakterystyki i wielkości czasu pogłosu,
- poziomu zakłóceń.
Pogłos występuje, gdy dźwięk odbija się wielokrotnie od powierzchni pomieszczenia i utrzymuje się przez pewien czas, po wyłączeniu źródła dźwięku. Czas pogłosu mierzony jest od chwili ustania źródła dźwięku do momentu spadku ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu o 60 dB. Czas pogłosu w studio nagrań powinien wynosić około 0.4 sekundy. Wytłumienia zbyt "żywych" pomieszczeń można dokonać stosując panele pochłaniające z materiałów takich jak np. wełna mineralna, wata szklana, itp. Ustawienie paneli wykonanych z wełny mineralnej, w pewnej odległości od ściany powoduje, iż sprawdzają się one również w pochłanianiu częstotliwości środkowych. Natomiast, aby efektywnie tłumić niskie tony należy zwiększyć grubość panelu. Wytłumiając pomieszczenie trzeba doprowadzić do tego, żeby czas pogłosu dla każdego rodzaju tonów był taki sam. Gdy wytłumimy zbytnio średnie i wysokie częstotliwości, a niskie będą miały dłuższy czas pogłosu, to w efekcie nagrywany i odtwarzany dźwięk może być matowy i dudniący. Należy również zwrócić uwagę na to, aby zbytnio nie wytłumić pomieszczenia, gdyż pewna doza pogłosu wprowadza do muzyki więcej żywiołowości.
Według norm minimalna powierzchnia pomieszczenia studyjnego powinna wynosić 20 m2. W małych i źle zwymiarowanych pomieszczeniach mogą powstawać dudnienia, wywołane m.in. falami stojącymi.

Zadaniem akustyka wnętrz jest ocena, projektowanie oraz adaptacja akustyczna wnętrz. Wnętrza budowlane można podzielić na dwie grupy:
a) pomieszczenia produkcyjne, biurowe, usługowe,
b) pomieszczenia o przeznaczeniu kulturalnym, szkoleniowym, rozrywkowym:
♣ wnętrza do odsłuchu bezpośredniego,
♣ wnętrza do nagrań oraz odtwarzania muzyki i mowy.
Zadaniem projektów pomieszczeń grupy a, jest zminimalizowanie wytwarzanych w nich hałasów w celu poprawy komfortu pracy oraz zwiększenia zrozumiałości mowy. Osiąga się to poprzez odpowiednie ukształtowanie pomieszczenia oraz stosowanie ustrojów dźwiękochłonnych.
Projektowanie pomieszczeń grupy b jest uwarunkowane przez potrzeby użytkowników pomieszczeń, np. muzyków. Zadaniem akustyków jest zaprojektowanie, bądź zmodyfikowanie akustyki wnętrza zgodnie z jego przeznaczeniem oraz oczekiwaniami słuchaczy. Badania przeprowadzone na przestrzeni ostatniego stulecia, zaowocowały odkryciem większości praw rządzących dźwiękiem w przestrzeniach zamkniętych. Dziś, projektowanie pomieszczeń wspomagają profesjonalne programy komputerowe, jednak wiedza na temat mechanizmów przewidywania i modyfikacji dźwięku w pomieszczeniu nadal stanowi podstawę wykonania dobrego projektu (adaptacji) akustyki wnętrza.

3. W jaki sposób można tłumić dźwięk. Które tony jest najtrudniej wytłumić. Dlaczego?

W sposób sztuczny i naturalny.

Sztuczny: tłumiki szumu (obniżają natężenie dźwięku D); odpowiednie materiały w ścianach; wytłoczki po jajakch na ścianie

Naturalny: Natężenie dźwięku i ciśnienia akustycznego zmniejsza się w funkcji odległości od źródła. Przyczyna – rozproszenie energii akustycznej w ośrodku, pochłanianie energii przez ośrodek. Dla fali kulistej 6dB/okt dla fali cylindrycznej (źródło liniowe) 3 dB/okt

Najtrudniej pozbyć się niskich tonów

3. Jak wysokość, barwa, głośność dźwięku wiążą się z podstawowymi elementami charakterystyki fali?

Fala akustyczna jest przykładem podłużnej fali mechanicznej.

- barwa dźwięku - na jej podstawie ucho ludzkie potrafi dokonać rozróżnienia między dwom dźwiękami o tej samej głośności i wysokości

- wysokość dźwięku - jest ona funkcją częstości drgań

- głośność - zależy ona od natężenia dźwięku i od czułości ucha ludzkiego na dźwięki o różnej częstotliwości.

3. Co to jest fala uderzeniowa?

Cienka warstwa, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Fale uderzeniowe powstają podczas silnego wybuchu, ruchu ciała z prędkością ponaddźwiękową (np. samolot).

3. Na czym polega badanie USG?

USG wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się, rozpraszania oraz odbicia fali ultradźwiękowej na granicy ośrodków, przy założeniu stałej prędkości fali w różnych tkankach równej 1540 m/s. W ultrasonografii medycznej wykorzystywane są częstotliwości z zakresu ok. 2-50 MHz.

3. Wylicz kilka efektów za pomocą których umiemy określić odległość od obiektu, który widzimy.

Efekt Dopplera,

3. W jaki sposób działa kino trójwymiarowe?

Filmy 3D to nic innego, jak sprytne oszustwo wymierzone w nasz mózg. Filmowcy wykorzystują fakt, że lewe i prawe oko widzą dany obiekt pod różnymi kątami. Dopiero mózg łączy oba te obrazy w całość, tworząc przestrzenną wizualizację.

Kino 3D przesyła do lewego oka obraz inny niż ten przesyłany do prawego. Różnice pozornie nie są duże - wystarczy, że konkretne obiekty zostaną przesunięte względem siebie (pokazane pod innym kątem). Więcej nie potrzeba, by wywołać iluzję przestrzeni.

Z efektu 3D nie skorzystają jednak osoby, których oczy nie potrafią połączyć obu obrazów w wizualizację 3D - jest to ok. 5 proc. populacji. Powodem takich problemów są wady wzroku oraz praca mózgu.

Na ekranie wyświetlane są dwa obrazy. Obrazy te przechodzą przez specjalne polaryzatory, dzięki czemu każdy z nich ma inną polaryzację. Specjalne okulary mają wbudowane odpowiednie soczewki, dzięki którym obraz dla lewego oka trafia do lewego oka, a obraz prawy do oka prawego. Mózg człowieka łączy te dwa obrazy w całość i mamy już złudzenie głębi.

3. Jak działają telewizory 3D?

Jak działa technologia wyświetlania obrazu w 3D? Trójwymiarowy ekran wyświetla dwa nakładające się na siebie obrazy. Złudzenie trójwymiarowości powstaje dzięki specjalnym okularom, które oddzielają od siebie te obrazy. Jak informują eksperci z Centrum Dobrego Obrazu jest kilka sposobów separacji obrazu. Oto one:

Przesunięcie osi widzenia

Część pikseli wyświetla prawy, część lewy obraz, a system optyczny "doprowadza" każdy z nich do odpowiedniego oka. Ta metoda sprawdza się tylko przy oglądaniu na wprost, a więc może mieć zastosowanie raczej w małych wyświetlaczach.

Odpowiednie zarządzanie kolorem

Do każdego oka przesyłany jest inny zestaw barw. Pozostałe blokowane są przez specjalny filtr. To powoduje złudzenie trójwymiarowości. Ale problem stanowi przekłamanie kolorystyczne - oko za sprawą filtrów widzi niepełną paletę barw. W kinach 3D efekt ten został zredukowany dzięki zastosowaniu nowoczesnych okularów. Niestety takie okulary bardzo dużo kosztują.

Polaryzacja światła

Polaryzacja polega na stworzeniu dwóch obrazów, w których światło jest spolaryzowane w różny sposób. Dzięki specjalnym okularom, do oka dociera właściwy obraz. Niestety w tej technologii traci się rozdzielczość obrazu. Co to jest światło spójne?

3. Wymień kilka zastosowań lasera.

Wskaźniki, drukarki, spawarki, urządzenia do cięcia, w dermatologii usuwanie tatuaży, znamion orac włosów, dalmierze, systemy naprowadzania.

3. Gdzie spotykamy hologramy? Na czym polega zapis holograficzny?

Hologram - fotograficzny zapis na nośniku przynajmniej dwufalowego obrazu interferencyjnego, który w odczycie daje dwa niezależne od siebie obrazy przestrzenne 3D (trójwymiarowe).

Spotykamy je na oryginalnych produktach jako zabezpieczenie, w etapie zwielokratniania obrazów, tworzenie dużych powiększeń póżnych substancji , symulatory lotu

3. Co to jest orbita geostacjonarna?

Orbita geostacjonarna to orbita okołoziemska, która zapewnia krążącemu po niej satelicie zachowanie stałej pozycji nad wybranym punktem równika Ziemi. Orbita geostacjonarna jest orbitą kołową zawartą w płaszczyźnie równika.

Niektóre satelity umieszcza się nad równikiem, tak aby krążyły nad Ziemią zgodnie z kierunkiem jej obrotu na wysokości 35900 km. W tych warunkach jeden obieg zajmuje im
24 godz. Ale Ziemia obraca się w identycznym tempie, więc pozostają one zawieszone nad tym samym punktem.
taką orbitę nazywamy orbitą geostacjonarną lub geosynchroniczną , co oznacza, że satelita obraca się synchronicznie do Ziemi. Na takich orbitach krążą satelity telekomunikacyjne, na przykład te, które przekazują programy telewizyjne. Jako że pozycja satelity względem powierzchni Ziemi nie zmienia się odbiorcy potrzebują stosunkowo prostej anteny kierunkowej skierowanej ciągle w ten sam punkt na niebie.

3. Co to jest pierwsza prędkość kosmiczna? Jak ją obliczyć?

Pierwsza prędkość kosmiczna to najmniejsza pozioma prędkość, jaką należy nadać ciału żeby poruszała się ona po orbicie.

G-stała grawitacji M-masa ciala niebieskiego m-masa rozpędzanego ciała R – promień orbity satelity krążącego wokół ciała niebieskiego.

3. Na jakich wysokościach umieszczane są sztuczne satelity? Jakie siły równoważą się na każdej z tych orbit?

Siła grawitacji i siła oporu powietrza, I prędkość kosmiczna.

Od 160 do 900 km.

3. Skąd biorą się błędy w określaniu położenia przy lokalizacji GPS?

Z pomiaru metodą bezwzględną lub względną( dokładniejszą bo z 2 odbiorników GPS), błąd może wynikać także z warunków atmosferycznych.

3. Na jakich orbitach umieszczone są satelity systemu GPS ? Ile nadajników musi widzieć nasz odbiornik, żeby określić swoje położenie?

Satelity GPS są umieszczone na średniej orbicie okołoziemskiej. Aby określić pozycję w trójwymiarowej przestrzeni i czas systemu konieczny jest jednoczesny odbiór z przynajmniej czterech satelitów.