Fizyka i chemia Ziemi

(II r. studiów, 2008/2009)

Problemy i pytania powtórzeniowe do II kolokwium.

1. Samochód o masie całkowitej m = 1500 kg porusza się z prędkością

υ

= 20 m/s. Po

naciśnięciu hamulca, wskutek siły tarcia, wywierana jest na ten samochód całkowita
siła F = 2000 N. Oblicz drogę, jaką przebędzie samochód do chwili całkowitego
zatrzymania się.

2. Z górki o wysokości h = 20 m po prostoliniowym torze lodowym o nachyleniu

α

= 10

0

zjeżdża saneczkarz. Oblicz jego prędkość u podnóża górki przy założeniu, że

zaniedbujemy tarcie o lód. Oblicz wysokość, z jakiej powinien rozpocząć swój ślizg
początkujący saneczkarz, tak, aby osiągnąć u podnóża prędkość 2 razy mniejszą od
prędkości obliczonej powyżej. Jak zmieni się obliczona prędkość saneczkarza u
podnóża górki, jeśli będzie zjeżdżać po torze lodowym o mniejszym nachyleniu,

β

= 5

0

z tej samej wysokości?

3. Podaj określenie energii potencjalnej oddziaływania. Podaj dwa przykłady

oddziaływań i wytłumacz na jednym z nich czy energia potencjalna tego
oddziaływania jest dodatnia czy ujemna.

4. Podaj, jakie znasz fundamentalne formy energii występujące w przyrodzie.

5. Podaj określenie, co to jest atom i opisz jego budowę wraz z podaniem

charakterystycznych rozmiarów i mas. Podaj, co to jest liczba atomowa i liczba
masowa. Co to jest masa atomowa?

6. Co to są izotopy pierwiastka? Podaj przykład.

7. Podaj, co to są cząsteczki chemiczne, z czego się składają i jakie są ich

charakterystyczne rozmiary. Podaj przykłady.

8. Co to są kryształy? Podaj ich charakterystyczne cechy makroskopowe oraz wyjaśnij,

jaką mają budowę mikroskopową. Podaj przykłady kryształów. Co to są polikryształy,
podaj przykłady.

9. Opisz jak wygląda budowa mikroskopowa (struktura uporządkowania atomów)

gazów, cieczy i ciał amorficznych.

10. Wyjaśnij różnice pomiędzy roztworem, a mieszaniną dwóch substancji.

11. Co to są koloidy? Podaj kilka przykładów koloidów i nazwij je nazwami wziętymi z

terminologii fizycznej.

12. Podaj określenie inercjalnego układu odniesienia. Wyjaśnij i podaj przykłady

nieinercjalnych układów odniesienia.

13. Omów na przykładzie pojęcie sił pozornych.

14. Wyjaśnij czy ruch ciała po okręgu jest ruchem przyspieszonym.

15. Samochód o masie całkowitej m = 1500 kg porusza się z prędkością

υ

= 20 m/s po

drodze w kształcie łuku o promieniu R = 300 m. Oblicz, jaka jest wielkość siły
dośrodkowej, która powoduje takie „zakręcenie” toru jego ruchu. Jakie oddziaływanie
jest źródłem tej siły?

16. Karuzela dziecięca wykonuje 1 pełny obrót w czasie T = 63 s. Oblicz prędkość

kątową tej karuzeli. Oblicz prędkość ruchu postępowego dziecka znajdującego się na

karuzeli w odległości R = 10 m od osi obrotu karuzeli. Porównaj tę prędkość z
prędkością przeciętnego piechura. Czy rodzic tego dziecka nadążyłby za nim chodząc
(biegnąc) wokół karuzeli?

17. Wyjaśnij, w jakich warunkach występuje efekt Coriolisa. Podaj wzór na wartość siły

Coriolisa, wyjaśnij znaczenie występujących tam wielkości i podaj, jaki kierunek i
zwrot ma siła Coriolisa obserwowana w zjawiskach przyrodniczych na półkuli
północnej. Podaj przykłady zjawisk, których przebieg tłumaczy się wpływem siły
Coriolisa.

18. Wyjaśnij przyczyny określające kierunek wirowania mas powietrza w obserwowanych

huraganach na półkuli północnej i południowej.

19. Wymień oddziaływania fundamentalne występujące w przyrodzie i podaj w jakich

procesach odgrywają najważniejszą rolę.

20. Wyjaśnij jak rozumiesz pojęcia pola fizycznego na przykładzie pola

elektrostatycznego. Co jest źródłem pola elektrostatycznego? Co to są linie sił pola
elektrostatycznego? W jakim obszarze wokół źródła rozciąga się to pole?

21. Wyjaśnij, na czym polega elektryzowanie ciał.

22. Podaj i omów prawo Coulomba. Jakie są podobieństwa i różnice pomiędzy tym

prawem a prawem powszechnego ciążenia?

23. Co może być źródłem pola magnetycznego?

24. Podaj podobieństwa i różnice pomiędzy polem elektrostatycznym a polem

magnetycznym.

25. Opisz jak wygląda pole magnetyczne Ziemi. Czy zmienia się ono z upływem czasu?

26. Co to jest prąd elektryczny? Co jest przyczyną przepływu prądu elektrycznego?

27. Wyjaśnij następujące pojęcia: promieniotwórczość, promieniowanie, jonizacja,

radionuklid.

28. Wyjaśnij, co oznacza symbol i poszczególne liczby w oznaczeniu:

U

238

92

.

29. Wyjaśnij, co to jest

przemiana

α

i

promieniowanie

α

.

30. Scharakteryzuj pokrótce najważniejsze cechy promieniowań:

α,

β

-

oraz

γ

.

31. Wyjaśnij pojęcie okresu połowicznego rozpadu.

32. Podaj i omów pojęcie

aktywności ośrodka promieniotwórczego.

33. Kiedy mamy do czynienia z ruchem drgającym, a kiedy z ruchem harmonicznym?

34. Podaj cechy fali mechanicznej.

35. Podaj określenie i przykłady fal podłużnych i fal poprzecznych.

36. Fale akustyczne rozchodzą się w powietrzu z prędkością

υ

= 330 m/s. Oblicz, jaka jest

długość fali dźwięku o częstotliwości

f = 440 Hz.

37. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się w powietrzu w prędkością równa w

przybliżeniu

c = 3

×10

8

m/s. Oblicz długość fali radiostacji nadającej audycje na

częstotliwości

f = 100 MHz.

38. Oblicz, jaka jest częstotliwość fal elektromagnetycznych używanych w telefonii

komórkowej, jeśli wiadomo, że długość tych fal równa jest

6

1

=

λ

m.

39. Oblicz częstotliwość fal świetlnych o długości

λ

= 600 nm.

40. Wiązka światła niebieskiego o długości fali w powietrzu

λ

= 450 nm wpada do wody.

Prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w wodzie równa jest

υ

= 2,25

×10

8

m/s. Oblicz długość fali tego światła w wodzie. Jaki kolor

zaobserwujemy, gdy wiązka ta trafi w wodzie bezpośrednio do naszego oka?

41. Opisz mechanizm tworzenia się grzywaczy fal morskich zbliżających się do brzegu.

42. Opisz jak wyznaczono średnią głębokość Oceanu Spokojnego na podstawie

obserwacji fal tsunami powstałych po trzęsieniu ziemi w Sanriku (Japonia) w 1933
roku.

43. Wyjaśnij jak wnioskuje się na podstawie obserwacji fal sejsmicznych, że jądro Ziemi

jest płynne.

44. Omów podobieństwa i różnice pomiędzy następującymi kolorami:

a) zielony – czerwony,
b) niebieski – purpurowy
c) czerwony – biały
d) szary – czarny

45. Co to jest energia wewnętrzna ciała i jak można ją wyznaczyć?

46. Podaj pierwszą zasadę termodynamiki i omów pojęcia pracy wykonanej nad ciałem.

47. Podaj, co to jest temperatura.

48. Omów jak w kinetyczno-molekularnym obrazie budowy materii wyjaśnić można

proces wyrównania się temperatur dwóch ciał będących w bezpośrednim kontakcie ze
sobą.

49. Oblicz, z jaką średnią prędkością poruszają się atomy gazowego helu, którego

temperatura równa jest

t = 27

0

C. Potrzebne dane: liczba masowa helu

A = 4,

jednostka masy atomowej

m

0

=

-27

10

66

1,

⋅

kg, stała Boltzmana

k = 1,38

×10

-23

J/K.

50. Co to jest ciepło?

51. Podaj główne mechanizmy przepływu ciepła.

52. Jaki jest fizyczny powód wyróżniania tzw. dobrych i złych przewodników ciepła?

53. Wyjaśnij, dlaczego noszenie grubego swetra zapewnia poczucie ciepła.

54. Co to jest ciało doskonale czarne?

55. Podaj i omów prawo Wiena.

56. Podaj i omów prawo Stefana – Boltmanna.