Fizyka 2, termin ostateczny, 12 2010 cz 1

Egzamin z fizyki II - termin ostateczny

10.12.2010

I. Odpowiedz wyczerpująco na pytania (podaj definicje, wzory lub prawa, objaśnienie symboli, jednostki, rysunki lub wykresy tam gdzie jest to celowe, przykłady, zwróć uwagę na logikę rozumowania) (max. 25 pkt):

1.    Jak określa się wartość niepewności dla wielkości mierzonej pośrednio, tj. dla wielkości złożonej? W jakim przypadku stosuje się prawo przenoszenia! błędów a kiedy metodę różniczki zupełnej. Stosując metodę różniczki zupełnej wyprowadź wzór na niepewność względną Ur(g) przyspieszenia ziemskiego wyznaczanego na podstawie pomiaru bezpośredniego okresu T i długości wahadła L. Załóż, że znane są niepewności względne pomiaru u_r(T) i u_r(L).

2.    Co to jest dipol elektryczny? Jakie wytwarza pole? Jak zachowuje się dipol elektryczny w zewnętrznym jednorodnym polu elektrycznym? Podaj wzór na moment siły działający na dipol w tym polu. Podaj i przeanalizuj przypadki gdy moment siły działający!na dipol wynosi zero.

3.    Zdefiniuj operator rotacji i wyjaśnij jego związek z krążeniem pola. Wskaż i omów prawa Maxwella, które wykorzystują ten operator. Jakie pole można nazwać bezwirowym?

4.    Zdefiniuj natężenie prądu i i ego jednostkę oraz gęstość prądu. Podaj związek pomiędzy natężeniem i gęstością prądu. Omów prawo ciągłości przepływu.

5.    W jaki sposób określa się natężenie dźwięku? Podaj i omów prawo Webera-Fechnera. Narysuj wykres krzywej czułości ucha. Co to jest jw?

II. (max 30 pkt) Rozwiąż następujące problemy. Szczegółowo uzasadnij każdą odpowiedź.

Dwa ładunki punktowe są rozmieszczone jak na rysunku. W którym obszarze należy umieścić trzeci ładunek +1 C, aby jego energia potencjalna w pofu pozostałych dwóch ładunków wyniosła zero?

I— iiiI

2C    -4C

Ładunek jest rozmieszczony równomiernie ze stałą gęstością objętościową p w kuli dielektrycznej o promieniu R. Posługując się odpowiednim prawem elektromagnetyzmu znajdź wyrażenie na natężenie pola elektrycznego E w odległości i od środka kuli. Rozważ przypadki r<R i r>R. Wykonaj wykres E(r). Na tej podstawie określ potencjał V(R) i pojemność kuli.