1
Pole grawitacyjne: prawa Keplera i Układ Słoneczny
2 Ruch
bryły sztywnej: precesja
3 Ruch
ciała o zmiennej masie – rakieta
Przedstaw krótko historię konstrukcji rakiet. Podaj równania opisujące ruch rakiety.
4
Średniowieczne maszyny oblężnicze – frondibola. a) Przedstaw historię i konstrukcję
frondiboli. Opisz zasadę jej działania, opierając się o zasady dynamiki.
b) Przedstaw projekt frondiboli, zdolnej do miotania pocisku o masie 20 kg na odległość 500m. Dla uproszczenia przyjmij, że pocisk uwalnia się z końca ramienia (zaniedbaj
długość worka) pod kątem 45° do poziomu w momencie kiedy ramię znajduje się w
pozycji pionowej.
5
Średniowieczne maszyny oblężnicze – katapulta. a) Przedstaw historię i konstrukcję
katapulty. Opisz zasadę jej działania, opierając się o zasady dynamiki.
b) Przedstaw projekt katapulty, zdolnej do miotania pocisku o masie 20 kg na odległość 200m. W projekcie można zastosować materiały dostępne współcześnie.
6
Źródła energii - młyn wodny a) Przedstaw historię i konstrukcję młyna wodnego. Opisz
zasadę jego działania, opierając się o zasady dynamiki
b) Przedstaw projekt hydroelektrowni o mocy 200kW, opartej o tradycyjne koło
młyńskie. Podaj wymagany przepływ rzeki i spadek terenu w miejscu budowy
7
Źródła energii - wiatrak a) Przedstaw historię i konstrukcję wiatraka. Opisz zasadę jego działania, opierając się o zasady dynamiki
b) Przedstaw projekt elektrowni wiatrowej o mocy 20kW, opartej o tradycyjny wiatrak z wirnikiem łopatkowym. Prędkość wiatru (o stałym kierunku) przyjmij jako 10m/s
8
Źródła energii – pływy morskie i energia fal. a) Przedstaw podstawy fizyczne zjawiska pływów i fal morskich. Opisz znane rozwiązania wykorzystania energii pływów i fal do
wytwarzania energii. b) Przedstaw projekt elektrowni opartej na zjawisku pływów.
Załóż, że obiekt będzie zbudowany w zatoce, w której średnia różnica poziomu wody
między przypływem a odpływem wynosi 2m. Oszacuj wielkość basenu niezbędnego do
utrzymania mocy 1MW przez 8 godzin
9
Źródła energii – pływy morskie i energia fal. a) Przedstaw podstawy fizyczne zjawiska pływów i fal morskich. Opisz znane rozwiązania wykorzystania energii pływów i fal do
wytwarzania energii. b) Przedstaw projekt elektrowni o mocy 100 kW opartej na
zjawisku falowania. Załóż, że wysokość mierzona pomiędzy „grzbietem” a „doliną” fali
(amplituda) wynosi 1m, a częstość fali 0.2 Hz.
10 Fizyka w sporcie – wspinaczka. a) Podaj parametry charakteryzujące liny wspinaczkowe i taśmy, wyjaśnij ich znaczenie fizyczne. Wyjaśnij podstawy fizyczne zasad budowy
dobrego stanowiska wspinaczkowego. b) Podaj definicję współczynnika odpadnięcia.
Opisz siły działające na ciało wspinacza podczas odpadnięcia ze ściany: a) połogiej o kącie nachylenia 30° do pionu, b) pionowej, c) przewieszonej 30° od pionu, zakładając że użyto liny dynamicznej pojedynczej (przyjmij parametry techniczne wybranego
producenta). Najbliższy przelot liny znajduje się 3m poniżej miejsca odpadnięcia
(liczone wzdłuż liny), a osoba asekurująca znajduje się 10m niżej. W każdym przypadku podaj siłę (wartość, kierunek) działającą na przelot oraz asekurującego.
11 Fizyka w sporcie – speleologia. a) Opisz podstawowe przyrządy stosowane w
speleologii i wyjaśnij zasadę ich działania. Narysuj siły i momenty sił działające na poszczególne części urządzeń podczas ich użytkowania.
b) Oblicz maksymalną teoretyczną długość zjazdu z użyciem rolki, przy której
temperatura rolek nie prowadzi do uszkodzenia liny. Temperatura początkowa przyrządu
wynosi 2ºC. Załóż, że w przyrządzie pochłaniana jest połowa energii związanej z siłami tarcia, która rozkłada się równo na obie rolki oraz obudowę, natomiast druga połowa
przekazywana jest linie. Jaki musi być współczynnik wymiany ciepła rolki otoczeniem
wyrażony w WK-1, by umożliwić ciągły zjazd z prędkością 2m/s?
Referat musi być opracowany samodzielnie, z minimum dwóch różnych źródeł (podać). Forma referatu: min 4
strony (może zawierać grafikę), preferowany pdf. Maksymalna objętość pliku do 4 mb (przy większej objętości skompresować/zmniejszyć rozdzielczość wklejanej grafiki). Wysłać na
marzan@mech.pw.edu.pl do 7 lutego 2008.