Zagadnienia i zadania na egzamin z FIZYKI dla studentw Wydziau Budownictwa, Szkoła


1.

Prędkość i przyspieszenie ruchu. Ruch prostoliniowy.

Ruch jednostajny prostoliniowy - ruch jednostajny po torze prostoliniowym, czyli ruch odbywający się wzdłuż prostej ze stałą prędkością. Zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona ciało porusza się po torze prostoliniowym (lub pozostaje w spoczynku), jeżeli siły działające na ciało znoszą się.

W ruchu jednostajnym prostoliniowym wektor prędkości jest stały, co oznacza, że jego kierunek (i zwrot) nie zależą od czasu; w związku z tym szybkość, czyli wartość bezwzględna prędkości, również jest stała. Oznacza to, że przyspieszenie jest równe zeru, a prędkość średnia równa jest prędkości chwilowej. Ponadto wartość bezwzględna przemieszczenia (zmiany położenia) jest równa drodze pokonanej przez ciało.

2.

Prędkość i droga w ruchu jednostajnie zmiennym.

Ruch jednostajnie zmienny jest szczególnym przypadkiem ruchu zmiennego. W ruchu tym zmiany prędkości ciała są proporcjonalne do czasu., w którym te zmiany nastąpiły. Jeżeli prędkość ciała wzrasta, ruch taki nazywamy ruchem jednostajnie przyspieszonym, zaś jeśli prędkość maleje, ruch nazywamy ruchem jednostajnie opóźnionym.

3.

Pojęcie siły.

Siła jest miarą wzajemnych oddziaływań między ciałami. Jednostką siły jest 1 N - niuton. Wszystkie siły są wielkościami wektorowymi. Każda siła ma więc wartość, kierunek i zwrot. Jeśli na ciało działa kilka sił, to zachowuje się ono tak, jakby działała na nie jedna siła, która jest sumą tych wszystkich sił. Nazywamy ją siłą wypadkową. Dodawanie sił odbywa się zgodnie z obowiązującymi w matematyce metodami dodawania wektorów. Symbolem siły jest duża litera ze strzałką u góry, np. F R

4.

Zasady dynamiki (I, II, III).

I zasada dynamiki Newtona

Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub suma działających sił równa się zero, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym

II zasada dynamiki Newtona

Jeżeli na ciało działa stała siła to ciało porusza się ruchem jednostajnym przyspieszonym, które jest wprost proporcjonalne do wielkości siły i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała

III zasada dynamiki Newtona

Jeżeli dwa ciała znajdują się w jakiejś odległości od siebie, to te dwa ciała działają na siebie siłą przeciwną

5.

Siła ciężkości.

Siła ciężkości, pot. ciężar - siła z jaką Ziemia lub inne ciało niebieskie przyciąga dane ciało, w układzie odniesienia związanym z powierzchnią ciała niebieskiego. Ciężar jest wypadkową sił przyciągania grawitacyjnego i siły odśrodkowej wynikającej z ruchu obrotowego określonego ciała niebieskiego.

Jakkolwiek teoretycznie pole grawitacyjne każdego ciała niebieskiego rozciąga się na cały Wszechświat, zazwyczaj mówiąc o ciężarze ma się na myśli układ planety i ciała znajdującego się stosunkowo blisko jej powierzchni. W przypadku Ziemi ciężar ciała zależy od położenia ciała względem Ziemi, zależny jest między innymi od szerokości geograficznej, wysokości nad poziomem morza i budowy podłoża.

Jednostką ciężaru w układzie SI jest niuton

Ciężar, jako siła, jest wielkością wektorową - wektor ciężaru skierowany jest w każdym miejscu do środka ciężkości układu planeta-ciało, co w praktyce oznacza środek ciężkości planety.

6.

Ruch jednostajny po okręgu.

Jeżeli prędkość kątowa punktu poruszającego się po okręgu nie zmienia się, to ruch nazywamy ruchem jednostajnym po okręgu.W takim ruchu prędkość liniowa oczywiście też się nie zmienia.  Przykładem ruchu jednostajnego po okręgu może być ruch poproszka leżącego na obracającej się płycie gramofonowej, lub ruch obiektu leżącego na powierzchni obserwowany z bieguna ziemskiego w układzie nie obracającym się wraz z Ziemią (np. wtedy, gdy jedna oś układu odniesienia cały czas jest zwrócona na Słońce lub odległą gwiazdę).

0x01 graphic

w ruchu jednostajnym po okręgu
ω  = const

7.

Przyspieszenie w ruchu po okręgu.

W ruchu jednostajnym po okręgu przyspieszenie (jako wektor) nie jest równe zero, mimo że wartość prędkości nie zmienia się. Z dwóch składowych przyspieszenia: stycznej i normalnej tylko jedna ma wartość zero.

0x01 graphic

składowa styczna (zmieniająca wartość prędkośc) ma wartość zeo

0x01 graphic

składowa normalna (zmieniająca kierunek prędkości) jest niezerowa

Jest tak, ponieważ kierunek prędkości ulega ciągłej zmianie - prędkość musi być ciągle zakrzywiana do środka okręgu.

Dlatego z ruchem jednostajnym po okręgu związana jest stała wartość przyspieszenia nazywanego przyspieszeniem dośrodkowym.

8.

Ruch punktu materialnego po okręgu.

ruch po torze o kształcie okręgu z prędkością o stałej wartości, tzn. 0x01 graphic
. Ruch jednostajny po okręgu jest ruchem niejednostajnie przyspieszonym, tzn. kierunek i zwrot wektorów przyspieszenia 0x01 graphic
 i prędkości 0x01 graphic
 zmieniają się cały czas w trakcie ruchu, nie zmieniają się natomiast ich wartości.

Ruch jednostajny po okręgu może być także definiowany jako ruch po okręgu ze stałą prędkością 0x08 graphic
kątową
  0x01 graphic

9.

Siła dośrodkowa.

Z przyspieszeniem dośrodkowym możemy oczywiście związać siłę dośrodkową. W tym celu trzeba wartość przyspieszenia podstawić do wzoru na siłę wynikającego z II zasady dynamiki (F = m ∙a), czyli:

Fdośr = m ∙adośr

Stąd:

0x01 graphic

lub zamieniając prędkość liniową na kątową:

Fdosr = m ω 2  R

v -  prędkość w ruchu po okręgu (w układzie SI w m/s)
R  - promień okręgu (w układzie SI w m)
ω - prędkość kątowa (w układzie SI w 1/s)
m - masa ciała (w układzie SI w kg)

Siła dośrodkowa jest siłą wypadkową działającą na ciało poruszające się ruchem jednostajnym po okręgu
Do strony funkcjonalnej jest to siła zakrzywiająca ruch ciała, czyli nie pozwalająca mu na poruszanie się "naturalne", czyli (jak głosi
 I zasada dynamiki Newtona) ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Siła dośrodkowa działa prostopadle do prędkości i (jak łatwo się domyślić z nazwy) jest skierowana do środka okręgu po którym porusza się c
iało, lub środka krzywizny tor

10.

Praca.

Praca - definicja
Praca jest to iloczyn skalarny (patrz Działania na wektorach) wektora siły F oraz wektora przesunięcia s:
W = F . s . α
α jest kątem zawartym między kierunkami obydwu wektorów. Oczywiście jeśli kierunki są równoległe pracę można obliczyć ze wzoru: W = F . s
Jednostką pracy jest dżul [J]. Praca o wartości 1 J wykonana jest wtedy, gdy pod działaniem siły o wartości 1N punkt materialny zostanie przesunięty na odległość 1m
1J = 1N

11.

Moc.

Moc P to wielkość fizyczną, której miarą jest iloraz wykonanej pracy do czasu, w którym ta praca

 została wykonana.

0x01 graphic


Jednostką mocy jest 1 wat (oznaczany literą W - nie mylić jednostki z oznaczeniem pracy).

0x01 graphic


Jeden wat to moc urządzenia, które pracę jednego dżula wykonuje w ciągu jednej sekundy.

12.

Energia kinetyczna.

Ciało w spoczynku nie posiada energii kinetycznej.
Aby nadać ciału energię, należy je rozpędzić do prędkości v. Rozpędzając, wykonuje się nad ciałem pracę

 równą uzyskiwanej przez nie energii kinetycznej.

0x01 graphic


Praca W wykonywana jest przez stałą i niezrównoważoną siłę F, która powoduje ruch przyspieszony jednostajnie (zgodnie z II zasadą dynamiki).
Z definicji pracy:

0x01 graphic


Ponieważ siła działa zgodnie z kierunkiem przesunięcia (α = 0o --> cos α = 1):

0x01 graphic

13.

Energia potencjalna.

Energia potencjalna ciała to energia, która zależy od jego położenia w stosunku do innych ciał.
Powiedzmy, że mamy jakieś ciało o masie m znajdujące się na wysokości hnad określonym poziomem, np. nad podłogą pomieszczenia, w którym wykonujemydoświadczenie

. Ciało to ma energię, bo jeżeli pozwolimy mu spadać swobodnie z tej wysokości, to wykona ono pracę za pomocą siły ciężkości Q = mg na drodze

 h. Zatem nasz wzór na pracę:

0x01 graphic


Ponieważ wektor siły ciężkości i wektor przesunięcia mają ten sam kierunek i zwrot, to α = 0o, a stąd cos 0o = 1, zatem (podstawiamy naszą siłę ciężkości i wysokość):

0x01 graphic


Zatem ciało znajdujące się na wysokości h ma zapas energii równy mgh. Ten zapas energii nazywamy energią potencjalną, która w tym przypadku wyraża cię wzorem:

0x01 graphic


Dla niedużych różnic wysokości nad Ziemią przyspieszenie g nie zmienia się i siła ciężkości działająca na ciało pozostaje stała na całej drodze h. Dlatego ten wzór na energię potencjalną ciała można stosować tylko dla małych wysokości h.
Pamiętajmy, że ciało będące na wysokości h = 0 (czyli na poziomie, względem którego rozpatrujemy spadek) nie posiada energii potencjalnej (bo wzór się zeruje)

14.

Zasada zachowania energii.

Zasada zachowania energii - empiryczne prawo fizyki, stwierdzające, że w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). W konsekwencji, energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, może jedynie zmienić się forma energii. Tak np. podczas spalania wodoru w tlenie energia chemiczna zmienia się w energię cieplną.

15.

Zasada zachowania pędu.

Jeżeli na pkt materialny działa samorównoważący się układ sił to pęd jest wektorem stałym

mV=const

Moment pędu pkt materialnego względem dowolnego bieguna pkt (pkt 0) jest wektorem Ko prostopadłym do płaszczyzny wyznaczonej przez promień wektora r i wektor pędu Mv oraz biegun zero.

Pochodna wzgl czasu pkt materialnego wzgl nieruchomego bieguna 0 jest równa momentowi wzgl tego bieguna wypadkowej sił działającej na dany pkt materialny

W przypadku gdy moment sił działający na pkt materialny wzgl dowolnego będzie równy zero to pęd jest wektorem stałym

Vo=const

Powyższe równanie nosi nazwę zasady zachowania pędu pkt materialnego.

16.

Zderzenia centralne niesprężyste.

Ciała po zderzeniu poruszają się razem („sklejają się”) - nie jest spełniona zasada zachowania energii. Jest spełniona zasada zachowania pędu.

17.

Zderzenia centralne sprężyste.

Zderzenie sprężyste, zderzenie elastyczne, jest to zderzenie, w którym w stanie końcowym mamy te same cząstki (obiekty) co w stanie początkowym i zachowana jest energia kinetyczna. W fizyce zderzenia analizuje się opisując stan ciał przed i po zderzeniu nie wnikając w szczegóły oddziaływania w trakcie zderzenia. Zderzenie, w którym energia kinetyczna nie jest zachowana nazywa się zderzeniem niesprężystym.

18.

Moc promieniowania cieplnego.

19.

Prawo Stefana-Boltzmana.

Stefana-Boltzmanna prawo, prawo fizyczne określające zależność całkowitej zdolności emisyjnej ε ciała doskonale czarnego od jego temperatury bezwzględnej T: ε = σT4, gdzie σ = 5,675 × 10-8W/mK4 (tzw. Stefana-Boltzmanna stała).

20.

Moc promieniowania kuli z ciała doskonale czarnego.

21.

Aproksymacja prawa Plancka.

22.

Prawo przesunięcia Wiena.

Prawo przesunięć Wiena orzeka, Ŝe maksymalna długość fali, odpowiadająca

maksymalnej emisji promieniowania ciała doskonale czarnego, jest odwrotnie proporcjonalna

do temperatury bezwzględnej ciała T:

lambda max =b/t

gdzie b=0,29 10 do -2 mK jest stałą Wiena

23.

Teoria względności.

współczesna teoria grawitacji, tłumacząca zjawiska grawitacyjne geometrycznymi własnościami zakrzywionej czasoprzestrzeni. Jej podstawowe idee (wynikające z rozważań nad zasadą równoważności oraz z dążenia do uniezależnienia opisu zjawisk od układu odniesienia) sformułował A. Einstein (1916).

OTW oparta jest na czterech postulatach:

1) czasoprzestrzeń zgodna jest lokalnie ze szczególną teorią względności, .
2) czasoprzestrzeń jest czterowymiarową przestrzenią topologiczną, różniczkowalną i spójną 3) tensor metryczny gαβ spełnia równanie pola Einsteina: Rαβ - gαβR/2 = (8πG/c4)Tαβ, gdzie: Rαβ - tensor Ricciego równy zwężonemu (posiadającemu powtórzone indeksy) tensorowi Riemanna Rσασβ, R - skalar krzywizny równy gαβRαβ, Tαβ - tensor energii-pędu układu, G - klasyczna stała grawitacji, c - prędkość światła w próżni. Lewa strona równania Einsteina zapisywana jest często jako tzw. tensor Einsteina Gαβ.
4) linie świata cząstek próbnych (tj. cząstek posiadających energię wpływającą w stopniu znikomym na krzywiznę przestrzeni) sągeodetykami w czasoprzestrzeni.

24.

Zjawisko fotoelektryczne.

ogół zjawisk spowodowanych oddziaływaniem substancji z promieniowaniem świetlnym. Związane jest z przekazywaniem energii fotonów pojedynczym elektronom.
Rozróżnia się fotoelektryczne zjawisko zewnętrzne (emisja elektronów z danej substancji pod wpływem światła; opuszczające substancję na skutek zjawiska fotoelektrycznego elektrony nazywa się fotoelektronami, a powstały przy ich uporządkowanym ruchu w zewnętrznym polu elektrycznym prąd - prądem fotoelektrycznym), fotoelektryczne zjawisko wewnętrzne (zmiana energetycznego rozkładu elektronów w stałych i ciekłych półprzewodnikach i dielektrykach spowodowana oddziaływaniem światła z substancją; przejawia się ono w zmianie koncentracji nośników prądu w ośrodku i w efekcie doprowadza do fotoprzewodnictwa lub zjawiska fotoelektrycznego w warstwie zaporowej)

25.

Zjawisko Comptona.

Zjawisko Comptona polega na zmianie długości fali promieniowania rentgenowskiego podczas rozpraszania tego promieniowania przez substancję zawierającą lekkie atomy.
Promieniowanie rozproszone na elektronie pod kątem w stosunku do kierunku rozchodzenia się tego promieniowania zmienia długość

Zadania

26.

Jakiej zmianie masy odpowiada zmiana energii Q=4,186 103 J?

27.

Elektrony emitowane przez pewien pierwiastek promieniotwórczy osiągają prędkość ν=0,99c. Jaki jest w tym przypadku stosunek masy poruszającego się elektronu do jego masy spoczynkowej?

28.

Jaką prędkość β=0x01 graphic
musi mieć cząstka, aby jej energia kinetyczna równała się energii masy spoczynkowej?

29.

Obliczyć długość fali fotonu, którego energia równa się energii spoczynkowej elektronu.

30.

Jaka jest energia w eV kwantu o długości fali λ=550 nm?

31.

Z działka zawieszonego na dwóch równoległych pasach oddano jeden strzał, podczas którego działko wychyliło się w górę o 25 cm. Wyznacz prędkość pocisku w momencie wylotu z lufy działka. Masa działka wynosi 15 kg, a masa pocisku 35 g.

32.

Wyznaczyć najmniejszą możliwą wysokość jaka jest potrzebna do pokonania przez rowerzystę bez kręcenia pedałami pętli śmierci o średnicy 10 m.

33.

Jaką pracę należy wykonać oraz jaką wysokość h należy podnieść środek masy jednorodnego sześcianu z miedzi o masie 0,5 T aby przewrócić go z jednej strony na drugą.

34.

Lokomotywa o ciężarze 300 T przejeżdża ruchem jednostajnym drogę 5 km pod górę o wzniesieniu 5 m na 750 m drogi. Wyznaczyć pracę wykonaną przez lokomotywę oraz jej moc, jeśli 5 km drogi przebywa w czasie 7 min (moc oblicz w kilowatach i koniach mechanicznych). Współczynnik tarcia f = 0,0015.

35.

Piłka spadając swobodnie z pewnej wysokości przebyła w czasie ostatniej sekundy połowę swojej całkowitej drogi. Oblicz z jakiej wysokości spadła piłka i ile czasu trwał jej ruch.

36.

Kulę wystrzelono z działa z wysokości h = 2,1 m nad poziomem ziemi pod kątem α = 45° do poziomu. Kula spadła na ziemię w odległości z = 42 m od miejsca wystrzału. Z jaką prędkością została wystrzelona kula, jak długo była w ruchu i na jaką maksymalną wysokość się wzniosła?



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Zagadnienia do egzaminu z fizyki dla studentów Wydziału Wiertnictwa, FIZYKA egzamin
Mechanika 2 - typowe zadania na egzaminie pisemnym, Dla MEILowców, Rok 1, Mechanika II
ZADANIA NA ZALICZENIE Z MIKRO DLA STUDENTÓW
Pytania na egzamin licencjacki dla studentów specjalności
Zakres egzaminu praktycznego dla studentów Wydziału Lekarskiego
pytania na egzamin dyplomowy dla studentow i stopnia, PRACA INŻYNIERSKA
Zagadnienia na egzamin z fizyki sciaga, Politechnika Krakowska-budownictwo zaoczne TOB, Semestr2, Fi
Mechanika 2 - typowe zadania na egzaminie pisemnym, Dla MEILowców, Rok 1, Mechanika II
Zbiór zadań rachunkowych z fizyki dla studentów wydziału mechatroniki Kazimierz Blankiewicz, Małgor
Zagadnienia pomocnicze na egzamin ustny z Fizyki dla T7X3 6(2)
Zad MECH-IZR ESO II, Przykładowe zadania przygotowawcze dla studentów Wydziału Mechanicznego
Zagadnienia na egzamin z fizyki Elektrotechnika sem I - 2012-2013, Politechnika Poznańska, Elektrote
Pytania egzaminacyjne dla studentów Wydziału Lekarsko Stomatologicznego
Zagadnienia na egzamin z fizyki, Politechnika Krakowska-budownictwo zaoczne TOB, Semestr2, Fizyka
Zagadnienia egzaminacyjne kierunkowe dla studentów studiów 1 stopnia w roku akademickim 10 3
Pytania egzaminacyjne dla studentów Wydziału Lekarsko-Stomatologicznego (1)
Zagadnienia na egzamin z matematyki dla kierunku Budownictwo, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr I, Mat
Zagadnienia z fizyki dla studentow I roku, ZiIP PP 2010-2011, Semestr I, Fizyka techniczna
zagadnienia na egzamin z fizyki, Politechnika Lubelska, Studia, Studia

więcej podobnych podstron