Fizyka, matura 2024 maj - poziom rozszerzony - pytania i odpowiedzi

Od chwili 𝑡_𝐴 do chwili 𝑡_𝐷 wartość przyśpieszenia kropli

ponieważ wartość siły wypadkowej działającej w tym czasie na kroplę

Wyprowadź wzór pozwalający wyznaczyć v_E – wartość prędkości, z jaką kropla opada w powietrzu ruchem jednostajnym prostoliniowym – w zależności od: promienia kropli R, gęstości powietrza 𝝆_𝒑, gęstości wody 𝝆_𝒘, wartości przyśpieszenia ziemskiego 𝒈 oraz współczynnika 𝒌.
Zapisz odpowiednie równania i przekształcenia oraz podaj postać tego wzoru.

Wskazówka: Objętość kuli o promieniu 𝑅 wyraża się wzorem 𝑉 = ⁴⁄₃𝜋𝑅³.

Całkowitą energię kinetyczną walca w pewnej chwili 𝑡 ruchu oznaczymy jako 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑘}, a energię kinetyczną ruchu postępowego walca w tej samej chwili 𝑡 oznaczymy jako 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝑝𝑜𝑠𝑡}.

Oblicz wartość przyśpieszenia (liniowego) środka masy walca.

1. W chwili 𝑡 = 0,2 s siły działające na ciężarek się równoważą.

2. Energia kinetyczna ciężarka w chwili 𝑡 = 0,1 s jest równa energii kinetycznej ciężarka w chwili 𝑡 = 0,3 s.

3. Wartość przyśpieszenia ciężarka w chwili 𝑡 = 0,4 s jest większa od wartości przyśpieszenia ciężarka w chwili 𝑡 = 0,5 s.

Siły działające na ciężarek się równoważą, gdy ciężarek znajduje się w punkcie o współrzędnej 𝑦 = 0, natomiast najwyższe i najniższe położenia ciężarka znajdują się – odpowiednio – w punktach o współrzędnych: 𝑦 = 𝐴 oraz 𝑦 = −𝐴. W pewnej chwili ruchu drgającego ciężarek znalazł się w punkcie 𝑃 (zobacz schematyczny rysunek poniżej).

Oblicz wartość siły sprężystości działającej na ciężarek w chwili, gdy znajduje się on w najniższym położeniu podczas ruchu drgającego.

1. Obserwator B słyszy dźwięk syreny o częstotliwości mniejszej od 𝑓₀.

2. Gdy ambulans oddala się od obserwatora B i jednocześnie hamuje, to B słyszy dźwięk o rosnącej częstotliwości.

3. Gdy ambulans oddala się od obserwatora B i jednocześnie przyśpiesza, to B słyszy dźwięk o malejącej częstotliwości.

1. Wartość siły grawitacji, którą Księżyc działa na Ziemię, jest równa wartości siły grawitacji, którą Ziemia działa na Księżyc.

3. Wartość siły oddziaływania grawitacyjnego Ziemi na Księżyc jest stała w czasie.

Na odcinku 𝑍𝐾 – łączącym środek Ziemi ze środkiem Księżyca – znajduje się taki punkt 𝑃, w którym wartość wypadkowej siły grawitacji pochodzącej od Ziemi i od Księżyca, działającej na punkt materialny znajdujący się w punkcie 𝑃, jest równa zero.

Oblicz odległość punktu 𝑷 od środka Ziemi, gdy odległość między środkiem Ziemi a środkiem Księżyca wynosi |𝒁𝑲|= 𝟑𝟖𝟒 𝟒𝟎𝟎 𝐤𝐦.

Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń.

W obwodzie elektrycznym zilustrowanym na rysunku 1. (tzn. w sytuacji początkowej)

1. natężenie prądu płynącego przez opornik R₁ jest równe natężeniu prądu płynącego przez amperomierz A.

2. napięcie elektryczne na oporniku R₁ jest równe napięciu elektrycznemu na oporniku R₂.

3. natężenie prądu płynącego przez opornik R₁ jest mniejsze od natężenia prądu płynącego przez opornik R₃.

Moc cieplna wydzielana na oporniku R₃ po przerwaniu obwodu (rysunek 2.), w porównaniu do mocy cieplnej wydzielanej na oporniku R₃ w sytuacji początkowej (rysunek 1.), była

ponieważ napięcie między zaciskami X oraz Y

Natężenie prądu, jakie wskazuje amperomierz A przed przerwaniem obwodu (rysunek 1.), oznaczymy jako 𝐼_𝐴1. Natężenie prądu, jakie wskazuje amperomierz A po przerwaniu obwodu (rysunek 2.), oznaczymy jako 𝐼_𝐴2.

W cyklu pracy silnika S gaz oddaje do chłodnicy ciepło równe (co do wartości bezwzględnej):
|𝑄_𝑜𝑑𝑑| = 9,5 ⋅ 𝑝₁𝑉₁

Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Ciepło pobrane z grzejnika przez gaz w cyklu pracy silnika S jest równe

Wyprowadź wzór pozwalający wyznaczyć |𝚫𝑼_𝟒𝟏| – wartość bezwzględną zmiany energii wewnętrznej gazu w przemianie G₄ → G₁ – tylko za pomocą wielkości: 𝒑_𝟏 i 𝑽_𝟏. Zapisz odpowiednie równania i przekształcenia oraz podaj postać tego wzoru.

Na rysunku 1. przedstawiono bieg wiązki światła przechodzącej przez układ soczewek.

Ten układ składa się z dwóch soczewek skupiających S1 i S2 o ogniskowych odpowiednio 𝑓₁ = 15 cm i 𝑓₂ = 40 cm. Soczewki są tak ustawione, że prawe ognisko soczewki S1 i lewe ognisko soczewki S2 znajdują się w tym samym punkcie 𝐹 na osi optycznej 𝑂.

Szerokość wiązki światła, która pada na soczewkę S1, jest równa 𝑑₁ = 2,25 mm.


Uwaga: Wymiary na rysunku 1. są umowne (rysunek jest poglądowy).

Zwiększenie szerokości wiązki światła można uzyskać, jeżeli wykorzysta się układ optyczny złożony z jednej soczewki rozpraszającej R i jednej soczewki skupiającej S.

Na rysunku 2. przedstawiono tylko soczewkę rozpraszającą R o ogniskowej 𝑓_𝑅 = −15 cm oraz oś optyczną 𝑂 takiego układu soczewek. Przedstawiono także fragment wiązki światła, biegnącej równolegle do osi optycznej układu i padającej na soczewkę R.

Druga soczewka S w tym układzie jest skupiająca i ma ogniskową 𝑓_𝑆 = 40 cm. Ta soczewka została umieszczona w takim miejscu na osi optycznej, że wiązka światła, która wychodzi z układu soczewek (przez soczewkę S), jest równoległa do osi optycznej i poszerzona.

Odległość między znacznikami na osi optycznej układu jest równa 5 cm. Na rysunku dodano linie pomocnicze równoległe do osi optycznej.

Dokończ zdanie. Wpisz właściwą liczbę w wykropkowane miejsce.

Oblicz napięcie elektryczne 𝑼_𝑨𝑩 między punktami 𝑨 oraz 𝑩.

Dokończ zdanie. Podaj właściwą liczbę w wykropkowane miejsce.

Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanym rozpadzie β⁺ podano we wstępie do zadania 11.