Nr Temat 1 Pole grawitacyjne: prawa Keplera i Układ Słoneczny 2
Transkrypt
Nr Temat 1 Pole grawitacyjne: prawa Keplera i Układ Słoneczny 2
Nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Temat Pole grawitacyjne: prawa Keplera i Układ Słoneczny Ruch bryły sztywnej: precesja Ruch ciała o zmiennej masie – rakieta Przedstaw krótko historię konstrukcji rakiet. Podaj równania opisujące ruch rakiety. Średniowieczne maszyny oblężnicze – frondibola. a) Przedstaw historię i konstrukcję frondiboli. Opisz zasadę jej działania, opierając się o zasady dynamiki. b) Przedstaw projekt frondiboli, zdolnej do miotania pocisku o masie 20 kg na odległość 500m. Dla uproszczenia przyjmij, że pocisk uwalnia się z końca ramienia (zaniedbaj długość worka) pod kątem 45° do poziomu w momencie kiedy ramię znajduje się w pozycji pionowej. Średniowieczne maszyny oblężnicze – katapulta. a) Przedstaw historię i konstrukcję katapulty. Opisz zasadę jej działania, opierając się o zasady dynamiki. b) Przedstaw projekt katapulty, zdolnej do miotania pocisku o masie 20 kg na odległość 200m. W projekcie można zastosować materiały dostępne współcześnie. Źródła energii - młyn wodny a) Przedstaw historię i konstrukcję młyna wodnego. Opisz zasadę jego działania, opierając się o zasady dynamiki b) Przedstaw projekt hydroelektrowni o mocy 200kW, opartej o tradycyjne koło młyńskie. Podaj wymagany przepływ rzeki i spadek terenu w miejscu budowy Źródła energii - wiatrak a) Przedstaw historię i konstrukcję wiatraka. Opisz zasadę jego działania, opierając się o zasady dynamiki b) Przedstaw projekt elektrowni wiatrowej o mocy 20kW, opartej o tradycyjny wiatrak z wirnikiem łopatkowym. Prędkość wiatru (o stałym kierunku) przyjmij jako 10m/s Źródła energii – pływy morskie i energia fal. a) Przedstaw podstawy fizyczne zjawiska pływów i fal morskich. Opisz znane rozwiązania wykorzystania energii pływów i fal do wytwarzania energii. b) Przedstaw projekt elektrowni opartej na zjawisku pływów. Załóż, że obiekt będzie zbudowany w zatoce, w której średnia różnica poziomu wody między przypływem a odpływem wynosi 2m. Oszacuj wielkość basenu niezbędnego do utrzymania mocy 1MW przez 8 godzin Źródła energii – pływy morskie i energia fal. a) Przedstaw podstawy fizyczne zjawiska pływów i fal morskich. Opisz znane rozwiązania wykorzystania energii pływów i fal do wytwarzania energii. b) Przedstaw projekt elektrowni o mocy 100 kW opartej na zjawisku falowania. Załóż, że wysokość mierzona pomiędzy „grzbietem” a „doliną” fali (amplituda) wynosi 1m, a częstość fali 0.2 Hz. Fizyka w sporcie – wspinaczka. a) Podaj parametry charakteryzujące liny wspinaczkowe i taśmy, wyjaśnij ich znaczenie fizyczne. Wyjaśnij podstawy fizyczne zasad budowy dobrego stanowiska wspinaczkowego. b) Podaj definicję współczynnika odpadnięcia. Opisz siły działające na ciało wspinacza podczas odpadnięcia ze ściany: a) połogiej o kącie nachylenia 30° do pionu, b) pionowej, c) przewieszonej 30° od pionu, zakładając że użyto liny dynamicznej pojedynczej (przyjmij parametry techniczne wybranego producenta). Najbliższy przelot liny znajduje się 3m poniżej miejsca odpadnięcia (liczone wzdłuż liny), a osoba asekurująca znajduje się 10m niżej. W każdym przypadku podaj siłę (wartość, kierunek) działającą na przelot oraz asekurującego. Fizyka w sporcie – speleologia. a) Opisz podstawowe przyrządy stosowane w speleologii i wyjaśnij zasadę ich działania. Narysuj siły i momenty sił działające na poszczególne części urządzeń podczas ich użytkowania. b) Oblicz maksymalną teoretyczną długość zjazdu z użyciem rolki, przy której temperatura rolek nie prowadzi do uszkodzenia liny. Temperatura początkowa przyrządu wynosi 2ºC. Załóż, że w przyrządzie pochłaniana jest połowa energii związanej z siłami tarcia, która rozkłada się równo na obie rolki oraz obudowę, natomiast druga połowa przekazywana jest linie. Jaki musi być współczynnik wymiany ciepła rolki otoczeniem wyrażony w WK-1, by umożliwić ciągły zjazd z prędkością 2m/s? Referat musi być opracowany samodzielnie, z minimum dwóch różnych źródeł (podać). Forma referatu: min 4 strony (może zawierać grafikę), preferowany pdf. Maksymalna objętość pliku do 4 mb (przy większej objętości skompresować/zmniejszyć rozdzielczość wklejanej grafiki). Wysłać na [email protected] do 7 lutego 2008.