Karty wzorów fizycznych: http://www.if.pwr.wroc.pl/~wsalejda/wzf1.pdf

1

Tekst egzaminu dostępny 1 lipca od godz. 14:20 pod adresem: www.if.pwr.wroc.pl/~wsalejda/wb-01-07-20.pdf.

Egzamin trwać będzie od godz. 14:30 do 16:00. Po godz. 16:00 należy wykonać skany lub zdjęcia – zrobione przy bardzo dobrym oświetleniu – ręcznie sporządzonych, CZYTELNYCH odpowiedzi na pytania egzaminacyjne i przesłać skany lub zdjęcia na adres wlodzimierz.salejda@pwr.edu.pl do godz. 17:00. Prace spóźnione nie będą oceniane.

Uczestnik egzaminu opracowuje własnoręcznie, CZYTELNYM i starannym pismem odpowiedzi na pytania. Nie będą oceniane odpowiedzi zredagowane nieczytelnie, tzw. pismem śmieciowym. Na kartkach formatu A-4 z odpowiedziami należy zamieścić numer zagadnienia, dane osobowe (imię i nazwisko lub nr indeksu). Wyprowadze- nia/zastosowane wzory, odpowiedzi liczbowe należy koniecznie uzupełnić/opatrzyć stosownymi komen- tarzami/wyjaśnieniami dotyczącymi użytych symboli, wielkości fizycznych oraz jednostek miar SI, których brak obniży ocenę.

Karty wzorów fizycznych: http://www.if.pwr.wroc.pl/~wsalejda/wzf1.pdf

1. Kinematyka i dynamika Newtona.(27pkt.)

a) Proszę przedstawić omówione na wykładach zasady zachowania mechaniki Newtona, ale nie prawa fizyczne, jak II zasada dynamiki lub zasady termodynamiki, które

zasadami zachowania nie są. Proszę przytoczyć postacie matematyczne zasad, przedstawić warunki ich stosowania oraz

zamieścić wyjaśnienia użytych do zapisu matematycznego symboli wielkości fizycznych. (12pkt.)

b) Wróbel o masie m sieci na środku przewodu telefonicznego o długości L (rys.). Proszę podać definicję stanu równowagi ciała stałego a następnie przedstawić warunki równowagi statycznej ptaka w przedstawionej sytuacji.(4pkt.) Pod wpływem ciężaru ptaka i przewodu naprężenie w przewodzie wynosi K paskali. Proszę wyznaczyć moduł Younga przewodu. (4pkt.)

c) Biegacz uprawiający poranny jogging gubi czapkę, gdy biegnie ze stałą szybkością w parku. Pomijając opory ruchu, proszę naszkicować trajektorię czapki w układzie odniesienia związanym z biegaczem, a następnie powtórzyć rys. w układzie obserwatora spoczywającego.(2pkt.) Proszę wyjaśnić czego dotyczą i co opisują: przyspieszenia styczne i dośrodkowe oraz zaznaczyć na trajektoriach

ruchu czapki przyspieszenia: całkowite, styczne i dośrodkowe.(5pkt.) 2. Dynamika Newtona. Grawitacja.(29pkt.) Proszę przedstawić:

a) definicje – podając znaczenia użytych symboli oraz jednostki miar – energii:

kinetycznej, potencjalnej, mechanicznej, siły zachowawczej, pola fizycznego,(5pkt.) b) wyjaśnienie dlaczego znacznie trudniej jest ćwiczyć i wykonywać tzw. brzuszki na pochyłej (rys.) niż na poziomej ławce?(2pkt.)

c) twierdzenie o pracy i energii kinetycznej(2pkt.) i pokazać, że zwiększenie prędkości n razy pojazdu zwiększa drogę hamowania na tej samej poziomej jezdni n

razy(4pkt).

d) Proszę wyjaśnić dlaczego prędkości polowe planet układu słonecznym są stałe?(2pkt.)

e) Proszę wyjaśnić pojęcie procy/asysty grawitacyjnej opisując jak i do czego jest wykorzystywana?(5pkt.)

L

2

3. Termodynamika fenomenologiczna, kinetyczna teoria gazów idealnych, termodynamika statystyczna (16pkt).

a) Proszę przytoczyć postać matematyczną i przedstawić sens fizyczny I zasady termodynamiki.(4pkt.) b) Diagram obok przedstawia cykl zamknięty gazu idealnego; znane są wartości

p

, p

= 3p

, V

, V

= 4V

oraz T

; proszę wyznaczyć wartości wykonanej pracy W i zmiany energii U gazu idealnego po wykonaniu jednego cyklu.(4pkt.)

c) Proszę przedstawić w zmiennych (P,T) cykl przemian pokazanych na powyższym diagramie przyjmując, że na osi poziomej będą odkładane wartości temperatur T.(4pkt.)

d) Dlaczego wrzątek wlany bezpośrednio po zagotowaniu do kubka zmniejsza swoją objętość?(4pkt.) 4. Drgania, fale, dźwięki, statyka ciał stałych.(34pkt.) Proszę:

a) Określić jakie warunki należy spełnić, aby zachodził ruch harmoniczny(3pkt.), a następnie pokazać, że równanie ruchu

ciała o masie m połączonego ze sprężyną o współczynniku sprężystości k (rys. obok) ma postać 0, gdzie x jest wychyleniem ciała z położenia równowagi, a – przyspieszeniem; tarcie jest zaniedbywalnie małe.(4pkt.)

b) Podać postać zależności x(t) będącej rozwiązaniem równania ruchu z pkt. a) i uzasadnić, że okres

małych drgań wyraża się wzorem 2 .(4pkt.)

c) Podać definicję ruchu falowego(4pkt) i wzór na równanie fali biegnącej wzdłuż osi OX(2pkt), a następnie opisać prędkości stowarzyszone z ruchem falowym (3pkt) oraz warunki umożliwiające rozprzestrzenianie się fal mechanicznych.(2pkt.)

d) Sporządzić własny rys. jednostronnie otwartej tuby o długości 0,56 m i przedstawić na nim graficznie postać tonu podstawowego(2pkt.), a następnie wyznaczyć f

częstotliwości dźwięków, których źródłem może być tuba(4pkt.), jeśli znana jest prędkość c dźwięku w powietrzu.

e) Przedstawić prawa sprężystości ciał stałych.(6pkt.)

5.Zagadnienia do wyboru.(12pkt) Proszę samodzielnie wybrać 3 zjawiska fizyczne ściśle związane z zakresem wiedzy fizycznej wyłożonej na zajęciach zdalnych – niezwiązane z powyższymi zagadnieniami 1-4 – opisać je zwięźle, a następnie podać ich interpretację/wyjaśnienia w oparciu o prawa fizyczne, które należy przytoczyć, podając znaczenie zastosowanych symboli oraz jednostki miar.

Karty wzorów fizycznych: http://www.if.pwr.wroc.pl/~wsalejda/wzf1.pdf.

W. Salejda

W-w, 01.07.2020