 VV 10 2. 1.

(1)

1

Siła

wymuszająca F t( )F⁰cos( t)

Równanie

ruchu ma  kx bvF⁰cos(t)

Przemieszczenie drgań

ustalonych x t( ) Asin(t) Amplituda ^A^^F⁰ ^^m



^² ^^⁰²



²^^^b^ ^m^² ^

 

Karta pisemnego egz. (12.02.2020) do kursu Fizyka 1.3a dla studentów WPPT kier. IB.

Imię i nazwisko ………. Nr albumu:………….………..

INSTRUKCJA: Proszę o czytelnie wpisanie w nagłówku danych i udzielanie CZYTELNYCH odpowiedzi na każde zagadnienie na oddzielnej kartce formatu A-4, którą należy podpisać imieniem i nazwiskiem oraz dopisać nr zagadnienia. Wyprowadzenia/zastosowane wzory (z tabeli wzorów) należy uzupełnić stosownymi komen- tarzami/wyjaśnieniami dotyczącymi znaczenia użytych symboli, wielkości fizycznych oraz jednostek miar. Podo- bnie odpowiedzi liczbowe/wyprowadzone wzory należy koniecznie opatrzyć stosownymi komenta- rzami/wyjaśnieniami, których brak zdyskwalifikuje odpowiedź. W zadaniach obliczeniowych wystarczy podać wzór z poprawnie podstawionymi danymi wraz z jednostkami miary bez konieczności wyznaczania wartości.

1. Zasady zachowania. (24 pkt.)

A) Proszę przedstawić i zwięźle opisać omówione na wykładach zasady zachowania wielkości fizycznych także z elektromagnetyzmu, ale nie zasad fizycznych (zasady dynamiki, zasady termodynamiki nie są zasadami zachowania wielkości fizycznych). Proszę przytoczyć postacie matematyczne poznanych zasad zachowania (4 pkt.), przedstawić koniecznie warunki ich stosowania (10 pkt.) oraz zamieścić wyjaśnienia symboli użytych do zapisu matematycznego wielkości fizycznych podając ich jednostki miar w SI. (6 pkt.) B) W narożach trójkąta równobocznego znajdują się utrzymywane w bezruchu trzy jednakowe masy m.

Proszę podać wzór (nie obliczając wartości składników wzoru) umożliwiający wyznaczenie pracy wykonanej przez siły oddziaływań grawitacyjnych, gdy jedną z mas przeniesiono praktycznie do nieskończoności. (4 pkt.)

2. Drgania, ruch falowy, dźwięki. (28 pkt.)

A) Proszę przytoczyć pełną definicję fali mechanicznej (sprężystej) (2 pkt.) i dla fali (zapis w SI)

 

^, ^^{10 sin 2}^⁴ ^_ ^



²⁰⁰ ^² ⁷



^_

y x t t x propagującej się w naciągniętej strunie, podać znaczenie wielkości liczbowych użytych w zapisie fali (3 pkt.) oraz interpretację fizyczną oznaczenia/symbolu^{y x t}

 

^, (2 pkt.) B) Proszę opisać zjawisko rezonansu mechanicznego w oparciu o formuły podane w tabeli przedstawiając pisemne wyjaśnienia symboli

użytych w zapisach matematycznych wielkości fizycznych określając jednostki miar w SI.(13 pkt).

Proszę o poparcie odpowiedzi stosownym wykresem wraz z opisem. (2 pkt.)

C) Jednostronnie zamknięta tuba jest źródłem

dźwięku/tonu podstawowego o częstotliwości 145 Hz. Proszę sporządzić rysunek tuby, przedstawić na nim kształt tonu podstawowego (1 pkt.), obliczyć długość L tuby (3 pkt.) oraz długość  fali tonu podstawowego tuby (2 pkt.), jeśli dana jest prędkość dźwięku w powietrzu c = 340 m/s.

3. Hydrostatyka i hydrodynamika płynów (28 pkt.) A) Proszę podać definicję płynu idealnego. (4 pkt.)

B) Proszę opisać: rodzaje przepływów, prawa hydrostatyki i hydrodynamiki płynu doskonałego. (12 pkt.) C) Proszę uzasadnić merytorycznie stwierdzenie: Krew nie jest płynem idealnym. (6 pkt.)

D) Wartość współczynnika objętościowej ściśliwości wody wynosi 2,210⁹ N/m². Proszę oszacować na jakich głębokościach pod powierzchnią oceanu względna zmiana objętości wodyV V₀10^²? (6 pkt.)

(2)

2 4. Pole elektrostatyczne. Prąd elektryczny. (34 pkt.)

A) Proszę podać definicje wielkości wektorowych i skalarnych pola elektrostatycznego ładunku Q umieszczonego w próżni. (7 pkt.)

B) Proszę przedstawić prawo Gaussa zamieszczając wyjaśnienia użytych do jego zapisu matematycznego symboli wielkości fizycznych podając ich jednostki miar w SI. (8 pkt.)

C) Proszę udowodnić, że pojemność elektryczna baterii kondensatorów połączonych równolegle jest sumą pojemności kondensatorów baterii. (4 pkt.)

D) W narożach trójkąta równobocznego znajdują się utrzymywane w bezruchu trzy jednoimienne ładunki elektryczne q. Jaką pracę wykonają siły oddziaływań elektrostatycznych tych ładunków, gdy jeden z nich zostanie przeniesiony praktycznie do nieskończoności? Ws-ka: Proszę zastosować zasadę zachowania elektrostatycznej energii potencjalnej. (4 pkt.)

E) Proszę podać określenia: prądów przewodzenia i unoszenia oraz wektora gęstości prądu stałego określając ich jednostki miar. (7 pkt.)

F) Proszę udowodnić, że opór elektryczny baterii oporników połączonych szeregowo jest sumą oporów oporników baterii. (4 pkt.)

5. Termodynamika. (26 pkt.)

A) Proszę podać postać matematyczną i opisać sens fizyczny pierwszej zasady termodynamiki. (4 pkt.) B) Proszę przedstawić wykresy w zmiennych (V,p) i scharakteryzować, podając zmiany energii wewnętrznej

U, wartości wykonanej pracy W i wymienionego z otoczeniem ciepła Q, w izotermicznej przemianie gazu doskonałego, jeśli objętość gazu wzrośnie od V do 3V. (6 pkt.)

C) Proszę przedstawić postać matematyczną i opisać sens fizyczny drugiej zasady termodynamiki. (2 pkt.) D) Diagram obok przedstawia cykl zamknięty jednego mola gazu idealnego.

Znane są wartości parametrów p i T. Proszę wyznaczyć wartości zmiany energii wewnętrznej U i entropii S gazu po wykonaniu przez gaz cyklu zamkniętego ABCA.^{(4 pkt.)}

E) Proszę wyznaczyć pracę gazu idealnego w kołowym

cyklu zamkniętym ABCDA przedstawionym obok na diagramie w zmiennych (V,p). (4 pkt.)

F) Proszę przedstawić zasadę ekwipartycji energii cieplnej dla helu (gazu idealnego) podając wartość energii cieplnej jednego mola i molowej pojemności cieplnej C_Vtego gazu (6 pkt.)

W. Salejda Wrocław, 12.02.2020