Konkurs fizyczny - etap szkolny


Zadania

1994/95 (L LO - 18.10.1994)


  1. Na cienkiej nici o długości l = 0,5 m zawieszono pistolet sprężynowy tak, że jego lufa skierowana była poziomo. Jaki będzie maksymalny kąt nachylenia nici po wystrzale, jeśli kula o masie m = 20 g przy wylocie lufy miała prędkość V = 10 m/s ? Masa pistoletu M = 200 g.
  2. W cylindrze pod tłokiem znajdują się n = 2 mole powietrza. Wyznacz pracę, przyrost energii wewnętrznej i temperaturę początkową, jeśli wiadomo, że po dostarczeniu Q = 29,31 kJ energii (ciepła) objętość powietrza zwiększyła się k = 3 razy. Zaniedbaj ciężar tłoka. Cp = 29,31 J/(mol*K).
  3. Z pionowo ustawionego kondensatora płaskiego wycieka wypełniająca go nafta. W obwodzie utworzonym przez kondensator i dołączoną do niego baterię o SEM E = 100 V przepływa wtedy prąd elektryczny J = 2*10-11 A. Z jaką prędkością V obniża się poziom nafty ? Okładki kondensatora mają kształt kwadratów o boku l = 0,1 m i są oddalone od siebie o d = 1 mm. Stała dielektryczna nafty er = 2.
  4. Punkt świecący Z porusza się ruchem harmonicznym o równaniu s(t) = A sin wt wzdłuż osi B, która jest prostopadła do głównej osi optycznej soczewki. Odległość osi B od cienkiej soczewki skupiającej o ogniskowej f jest większa od podwójnej ogniskowej soczewki. Dzięki soczewce pojawia się punktowy obraz Z', który także wykonuje drgania proste wzdłuż pewnej osi B'. Napisz równanie dla wychylenia S' obrazu punktu drgającego wzdłuż osi B'. Prędkość światła C jest znacznie większa od V ( C >>>> V).

    Źródło: K 33-37
  5. Potok górski o przekroju koryta S = 3,5 m2 tworzy wodospad o wysokości h = 10 m. Prędkość wody w potoku wynosi V = 10 m/s. Znajdź moc wody przy końcu wodospadu. Gęstość wody d = 103 kg/m3. Odpowiedź podaj w jednostkach układu SI.

Na początek

1995/96 (L LO - 31.10.1995)


  1. Do kulki spadającej z wysokości H (w chwili, gdy przelatuje ona obok okna znajdującego się na wysokości 0,5H) oddano strzał w kierunku poziomym. Pocisk ugrzązł w środku kuli. Masa pocisku jest 10 razy mniejsza od masy kuli, a jego prędkość wynosi V0. Z jaką prędkością kula spadnie na Ziemię ?
  2. W umieszczonej poziomo, zalutowanej rurze, znajduje się powietrze w warunkach normalnych. Rurka jest rozdzielona ruchomym tłokiem na dwie części, których objętości V1 i V2 pozostają w stosunku 1:2. Do jakiej temperatury należy ogrzać mniejszą część i do jakiej temperatury należy oziębić większą, aby tłok rozdzielił rurkę na dwie równe części, jeżeli ogrzewanie i oziębianie obu części odbywa się przy warunku V/T = const ?
  3. Dwa pojazdy kosmiczne A i B o jednakowych masach krążą po orbitach kołowych wokół Ziemi: pojazd A tuż nad jej powierzchnią (r w przybliżeniu jest równe R), zaś pojazd B na wysokości h ponad jej powierzchnią. Oblicz wysokość h, jeśli wiadomo, że energia kinetyczna pojazdu B wynikająca z ruchu po orbicie jest czterokrotnie mniejsza od energii kinetycznej pojazdu A. Jaki jest stosunek całkowitych energii tych pojazdów ?
  4. W obwodzie elektrycznym siła elektromotoryczna ogniwa wynosi e = 2 V, jego opór wewnętrzny r = 0,5 W, opory R1 = R2 = 1 W, pojemność kondensatora C = 0,1 mF. Oblicz ładunek elektryczny na okładkach kondensatora i energię pola w jego wnętrzu.

    Źródło: Ka 7.42

Na początek

1998/99 (L LO - 29.10.1998)


  1. Na pionowym słupie o wysokości h spoczywa kula o masie M. Pocisk o masie m lecący poziomo z prędkością V0 przebija kulę centralnie. W jakiej odległości od słupa upadł pocisk, jeżeli kula upadła w odległości s od słupa ?

    Źródło: W 1967 (zad. 1)
  2. Elektrony przyspieszane różnicą potencjałów U są emitowane do próżni przez działo elektronowe w kierunku wyznaczonym przez prostą a. Mała tarcza znajdująca się w odległości d od działa jest umieszczona tak, że odcinek TM tworzy z prostą kąt a. Jaka powinna być wartość indukcji pola magnetycznego prostopadłego do płaszczyzny wyznaczonej przez prostą a i odcinek TM, aby elektrony trafiły w tarczę ?

    Źródło: W 1977 (zad. 3a)
  3. Płytki płaskiego kondensatora próżniowego o powierzchni S są ustawione poziomo. Dolna płytka jest zamocowana na stałe, górna zaś zawieszona na sprężynie o stałej sprężystości k. Oblicz, o ile wydłuży się sprężyna, jeżeli na płytki kondensatora zostaną wprowadzone równe co do wartości (ale o przeciwnych znakach) ładunki q.
  4. Pojazd kosmiczny o masie m krąży po kołowej orbicie okołoziemskiej na wysokości R ponad powierzchnią Ziemi (gdzie R jest promieniem Ziemi). Oblicz pracę, jaka była potrzebna do wprowadzenia pojazdu na orbitę oraz okres jego obiegu wokół Ziemi.

Na początek


Rozwiązania i odpowiedzi

L LO - 1994/95


  1. S'(t) = -af / (x-f) sin wt

Na początek

L LO - 1995/96


  1. Q = ER2C/(R2+r) (w przybliżeniu 1,3*10-7 C)

Na początek

L LO - 1998/99


  1. x = V0- Ms/m
  2. B =
  3. Dx = Q2/2Se0k
  4. W = 0,75mgR

    T = 4p

Na początek