background image

Człowiek jechał na rowerze. Łączna masa człowieka i roweru wynosi 60kg. Jaka jest siła napędowa, 

jeśli w przypadku braku oporów ruchu powoduje ona wzrost prędkości o 7km/godz w każdej minucie 

ruchu? Jaki to będzie ruch jeśli oprócz siły napędowej będzie działać siła oporu równa 2,5N?  

rozw. 

 

Brak oporu -> działają 3 siły -> grawitacji, reakcji podłoża (które się równoważą) i siła napędowa. 

 

Zatem  siła  wypadowa  równa  jest  sile  napędowej.  //wynik  chcemy  w  N  (niutonach),  a  N=kg*(m/s

2

), 

zatem musimy pobawić się z jednostkami. 

Teraz możemy policzyć: 

 

Jeżeli uwzględnimy teraz siłę oporu 2,5 N, to mamy równowagę sił, a wtedy zgodnie z I-wszą zasadą 

dynamiki, ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnie prostoliniowy. Jeżeli więc 

z  warunków  zadania  wiemy,  że  ciało  się  porusza,  to  w  obecności  oporu  musi  się  zatem  poruszać 

ruchem jednostajnie prostoliniowym (ze stałą prędkością). 

 

 

 

 

background image

 

Jaka  część  objętości  góry  lodowej  wystaje  ponad  powierzchnię  morza?  Gęstość  lodu  wynosi 

0,92g/cm3 , gęstość wody morskiej 1,03g/cm

3

 .  

Rozw: 

Skoro  lód  pływa  (pozostaje  w  spoczynku),  tzn,  że  działające  na  niego  siły  się  równoważą  (z  I-wszej 

zasady dynamiki). A jedyne siły jakie na taki lód działają to siła grawitacji i siła wyporu: 

 

Zatem  część  zanurzona  to  87,3%  całej  góry,  czyli    nad  powierzchnię  morza  wystaje  10,6%  góry 

lodowej. 

 

 

 

background image

Oblicz różnicę ciśnienia hydrostatycznego krwi w krwiobiegu człowieka w jego mózgu i w jego stopie. 

Przyjmij, że wzrost człowieka wynosi 1,83 m, a gęstość krwi jest równa 1,06 ∙ 10

3

 kg/m

3

 

Rozw: 

 

 

 

 

background image

Z  jaka  prędkością  podczas  wdechu  wpływa  do  jamy  nosowej  powietrze,  jeśli  przepływając  przez 

tchawice  (przekrój  kołowy  o  średnicy  16mm)  ma  prędkość  ok.  3  cm/s.  Załóż,  że  jama  nosowa  ma 

przekrój prostokąta o długości - ok. 40mm i szerokości - ok. 12mm. 

Rozw: 

Mamy  różnice  w  wielkości  przekrojów  przy  przepływie  płynu  (gaz to  też  płyn),  zatem  korzystamy  z 

prawa ciągłości strugi (strumienia): 

 

 

 

background image

Oblicz zmianę ciśnienia płynu w strzykawce, gdy pielęgniarka działa siłą o wartości 42 N na kołowy 

tłok strzykawki o promieniu 1,1 cm. 

Rozw. 

Mamy obliczyć zmianę ciśnienia płynu, czyli musimy ustalić pomiędzy jakimi sytuacjami będziemy tą 

zmianę  liczyć.  Pierwsza  sytuacja  jest  tak,  że  na  tłok  nie  jest  wywierana  żadna  zewnętrzna  siła,  czyli 

skoro  na  zewnątrz  mamy  ciśnienie  atmosferyczne,  to  wewnątrz  również  musimy  mieć  taką  samą 

wartość  ciśnienia.  W  drugiej  sytuacji  na  tłok  wywierane  jest  dodatkowe  ciśnienie  (oprócz  stałego 

atmosferycznego).  Zatem,  aby obliczyć  zmianę  ciśnienia,  należy od  sytuacji końcowej odjąć  sutuację 

początkową: 

 

 

 

 

 

background image

Ryby  sterują  głębokością  swego  zanurzenia  w  wodzie,  zmieniając  zawartość  powietrza  głównie  w 

pęcherzach  pławnych,  tak  aby  ich  średnia  gęstość  była  równa  gęstości  wody  na  danej  głębokości. 

Przyjmij,  że  gdy  całe  powietrze  jest  usunięte  z  pęcherzy  pławnych,  ryba  ma  średnią  gęstość  równą 

1,08 g/cm3. Jaką część całkowitej objętości ryby musi stanowić powietrze w pęcherzach pławnych, 

aby jej gęstość zmniejszyła się do wartości odpowiadającej zwykłej gęstości wody?  

Rozw: 

Jeżeli gęstości ryby z wypełnionym pęcherzem będzie równa gęstości wody, to ryby będzie swobodnie 

unosiła się w wodzie, czy jej prędkość będzie zerowa (bez dodatkowej siły) 

 

 

Zerowa prędkość wskazuje na równowagę sił (I-

wsza  zasada  dynamiki).  Zatem  przyrównujemy 

siłę  grawitacji  do  siły  wyporu.  Oczywiście  siła 

grawitacji  dotyczy  masy  ryby  (z  pustym 

pęcherzem) i masy wypełnionego pęcherza.  

 

 

 

 

Gęstość  powietrza  jest  prawie  1000  razy 

mniejsza  od  gęstości  wody,  więc  możemy  ją 

zaniedbać  (dla  fizyka  1000  minus  1  to  dalej 

1000). 

 

Wyliczona  została  objętość  powietrza  w 

stosunku do objętości ryby z pustym pęcherzem, 

a  w  zadaniu  pytają  „Jaką  część  całkowitej 

objętości  ryby”,  więc  musimy  policzyć  stosunek 

objętości  powietrza  do  całkowitej  objętości 

ryby. 

background image

 

 

Woda płynie początkowo z prędkością równą 5 m/s w rurze, której przekrój ma pole równe 4 

cm

2

. Następnie poziom, na którym znajduje się rura, obniża się stopniowo o 10 m, a pole jej przekroju 

poprzecznego zwiększa się przy tym do wartości 8 cm

2

. Ile wynosi prędkość wody na szerszym końcu 

rury? 

Rozw: 

Zadanie podchwytliwe – przy założeniu przepływu laminarnego, prędkość przepływu zmienia się tylko 

podczas  zmiany  pola  przekroju  (prawo  ciągłości  strugi).  Obniżenie,  czy  podwyższenie  rury  nie  ma 

wpływu na prędkość w niej (jeżeli nie zmienia się przekrój). Zmienia się oczywiście ciśnienie w rurze, 

ale o to już w zadaniu nie pytają. 

 

 

 

 

 

background image

Prasa hydrauliczna ma dwa tłoki o przekrojach S

= 2 cm

2

 S

= 32 cm

2

. Na większy tłok położono masę 

m = 200kg. Jaką najmniejszą siłą należy działać na mniejszy tłok aby udźwignąć taką masę?  

Rozw: