frd108 - Wahadło balistyczne (10 pkt) MAJ 2006 / A2

Na rysunku poniżej przedstawiono schematycznie urządzenie do pomiaru wartości prędkości pocisków wystrzeliwanych z broni palnej. Podstawowym elementem takiego urządzenia jest tzw. wahadło balistyczne będące (w dużym uproszczeniu) zawieszonym na linkach klockiem, w którym grzęzną wystrzeliwane pociski. Po trafieniu pociskiem wahadło wychyla się z położenia równowagi i możliwy jest pomiar jego energii kinetycznej.
Punkty na wykresie przedstawiają zależność energii kinetycznej klocka wahadła z pociskiem (który w nim ugrzązł) tuż po uderzeniu pocisku, od masy klocka. Pomiary wykonano dla \(5\) klocków o różnych masach (linia przerywana przedstawia zależność teoretyczną). Wartość prędkości pocisku, tuż przed trafieniem w klocek wahadła, za każdym razem wynosiła \(500 \ m/s\), a odległość od środka masy klocka wahadła do punktu zawieszenia wynosiła \(1 \ m\). W obliczeniach pomiń masę linek mocujących klocek wahadła.
frd108
a) (3 pkt)
Wykaż, analizując wykres, że masa pocisku jest równa \(0,008 \ kg\).
b) (3 pkt)
Oblicz wartość prędkości klocka z pociskiem bezpośrednio po zderzeniu w sytuacji, gdy masa klocka była \(499\) razy większa od masy pocisku.
c) (4 pkt)
Oblicz, jaka powinna być masa klocka wahadła, aby po wychyleniu z położenia równowagi wahadła o \(60^o\), zwolnieniu go, a następnie trafieniu pociskiem w chwili przechodzenia wahadła przez położenie równowagi, wahadło zatrzymało się w miejscu. Do obliczeń przyjmij, że masa pocisku wynosi \(0,008 \ kg\). W obliczeniach możesz skorzystać z podanych poniżej wartości funkcji trygonometrycznych.
\(\sin30^o = \cos60^o = \frac{1}{2} = 0,5\) oraz
\(\sin60^o = \cos30^o = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0,87\)
Film wkrótce dostępny

fry104 - Ogrzewacz wody (10 pkt) MAJ 2006 / A2

Turystyczny ogrzewacz wody zasilany jest z akumulatora samochodowego. Element grzejny wykonano na bocznej powierzchni szklanego naczynia mającego kształt walca. Element grzejny tworzy kilka zwojów przewodzącego materiału w postaci paska o szerokości \(4 \ mm\) i grubości \(0,1 \ mm\). Całkowita długość elementu grzejnego wynosi 0,628 m. Opór elektryczny elementu grzejnego jest równy \(0,60 \ \Omega\). Siła elektromotoryczna akumulatora wynosi \(12,6 \ V\), a jego opór wewnętrzny jest równy \(0,03 \ \Omega\).
a) (3 pkt)
Oblicz moc elementu grzejnego wykorzystywanego w ogrzewaczu w sytuacji opisanej w treści zadania.
b) (2 pkt)
Wykaż, że opór właściwy elementu grzejnego ma wartość około \(3,8\cdot10^{-7} \ \Omega \cdot m\).
c) (3 pkt)
Oszacuj, ile razy wydłuży się czas potrzebny do zagotowania wody, jeżeli napięcie na zaciskach elementu grzejnego zmaleje o \(20\%\). Załóż, że opór elektryczny elementu grzejnego jest stały, a straty ciepła w obu sytuacjach są pomijalne.
d) (2 pkt)
Ogrzewacz może być zasilany ze źródła prądu przemiennego poprzez układ prostowniczy. Do zacisków A i B układu doprowadzono z transformatora napięcie przemienne. Narysuj na schemacie, w miejscach zaznaczonych prostokątami, brakujące elementy półprzewodnikowe tak, aby przez grzałkę płynął prąd wyprostowany dwupołówkowo*). Oznacz na schemacie za pomocą strzałki kierunek przepływu prądu przez grzałkę.
*) wyprostowany dwupołówkowo - prąd płynie przez grzałkę w obu półokresach
fry104
Film wkrótce dostępny

fro102 - Soczewka (10 pkt) MAJ 2006 / A2

W pracowni szkolnej za pomocą cienkiej szklanej soczewki dwuwypukłej o jednakowych promieniach krzywizny, zamontowanej na ławie optycznej, uzyskiwano obrazy świecącego przedmiotu. Tabela zawiera wyniki pomiarów odległości od soczewki przedmiotu \(x\) i ekranu \(y\), na którym uzyskiwano ostre obrazy przedmiotu. Bezwzględne współczynniki załamania powietrza oraz szkła wynoszą odpowiednio 1 i 1,5.
\(x(m) \ \Delta x = \pm 0,02 \ m\)\(y(m) \ \Delta y = \pm 0,02 \ m\)
0,110,80
0,120,60
0,150,30
0,200,20
0,300,15
0,600,12
0,800,11

a) (3 pkt)
Oblicz promień krzywizny soczewki wiedząc, że jeśli przedmiot był w odległości \(0,3 \ m\) od soczewki to obraz rzeczywisty powstał w odległości \(0,15 \ m\) od soczewki.
b) (4 pkt)
Naszkicuj wykres zależności \(y(x)\). Zaznacz niepewności pomiarowe. Wykorzystaj dane zawarte w tabeli.
c) (3 pkt)
Gdy wartość \(x\) rośnie, \(y\) dąży do pewnej wartości, która jest wielkością charakterystyczną dla soczewki. Podaj nazwę tej wielkości fizycznej oraz oblicz jej wartość.
Film wkrótce dostępny

frx100 - Laser (10 pkt) MAJ 2006 / A2

Laser o mocy \(0,1 \ W\) emituje w próżni monochromatyczną wiązkę światła o długości fali \(633 \ nm\) i kołowym przekroju.
a) (5 pkt)
Oszacuj liczbę fotonów zawartych w elemencie wiązki światła o długości jednego metra.
b) (3 pkt)
Oblicz wartość siły, jaką wywierałaby ta wiązka światła laserowego padająca w próżni prostopadle na wypolerowaną metalową płytkę. Do obliczeń przyjmij, że w ciągu jednej sekundy na powierzchnię płytki pada \(10^{17}\) fotonów. Załóż, że płytka odbija w całości padające na nią promieniowanie.
c) (2 pkt)
Oblicz najwyższy rząd widma, jaki można zaobserwować po skierowaniu tej wiązki prostopadle na siatkę dyfrakcyjną posiadającą \(400\) rys/mm.
Dzięki Tobie jesteśmy w stanie nieustannie udoskonalać funkcjonalność naszej strony. Aby to jednak było możliwe musisz być zalogowany. Logowanie jest bezpłatne a wszystkie treści video są dostępne bez limitów.

frx103 - Fotoefekt (10 pkt) MAJ 2006 / A2

W pracowni fizycznej wykonano doświadczenie mające na celu badanie zjawiska fotoelektrycznego i doświadczalne wyznaczenie wartości stałej Plancka. W oparciu o wyniki pomiarów sporządzono poniższy wykres. Przedstawiono na nim zależność maksymalnej energii kinetycznej uwalnianych elektronów od częstotliwości światła padającego na fotokomórkę.
frx103
a) (1 pkt)
Odczytaj z wykresu i zapisz wartość częstotliwości granicznej promieniowania dla tej fotokatody.
b) (2 pkt)
Oblicz, korzystając z wykresu, pracę wyjścia elektronów z fotokatody. Wynik podaj w elektronowoltach.
c) (3 pkt)
Oblicz doświadczalną wartość stałej Plancka, wykorzystując tylko dane odczytane z wykresu oraz zależność \(h \cdot \nu = W + E_{k}\) .
d) (4 pkt)
Narysuj schemat układu elektrycznego pozwalającego wyznaczyć doświadczalnie wartość napięcia hamowania fotoelektronów. Masz do dyspozycji elementy przedstawione poniżej oraz przewody połączeniowe.
frx103d
Film wkrótce dostępny

Rejestracja

Podaj poprawny adres e-mail. Wyślemy Ci link aktywujący Twoje konto.

Wypełniając formularz i klikając przycisk Utwórz konto, akceptujesz nasz regulamin

×

Logowanie

Zaloguj się przez

lub przez swoje konto na Filomie

Nie pamiętasz hasła?

lub Utwórz konto
×

Szukaj

Nasza wyszukiwarka jest zbudowana tak aby maksymalnie ułatwić Ci odnalezienie interesujących Cię treści. Aby uzyskać jak najlepsze rezultaty zalecamy wpisywanie:

  • Treść zadania lub jego fragment
  • Listę słów kluczowych, które sprawiają Ci największy problem
  • Nazwę działu lub poddziału
×