Szkolna Liga Naukowa - edycja 2015/16

Szkolna Liga Naukowa - edycja 2015/16
fizyka – etap pierwszy
Wyobraź sobie, że jesteś dorosły. Ukończyłeś studia techniczne i pracujesz w Centrum
Kontroli Lotów Kosmicznych. Loty kosmiczne stały się codziennością. W obiegających
Ziemię stacjach kosmicznych mieszkają i pracują tysiące ludzi. Na Księżycu zbudowano
miasto głównie dla astronautów, biologów, a także górników. Przykłady rud metali na Ziemi
wyczerpały się i sprowadza się je właśnie z Księżyca. Problemy techniczne związane ze
standardowymi lotami zostały opanowane w takim stopniu, że loty są bezpieczne.
Ale oto pewnego dnia, siedząc przy pulpicie komputera, otrzymujesz dramatyczne
wezwanie S.O.S.!
Astronauta usuwający awarię na zewnątrz satelity wskutek popełnionego błędu, znalazł
się w odległości kilometra od tego satelity. W umieszczonym na plecach zbiorniku zostały mu
jeszcze 3 kg sprężonego powietrza. Czy potrafisz mu pomóc wrócić do satelity? Każda chwila
się liczy!
Pierwsza myśl , jaka przychodzi Ci do głowy to:
- Wypuść cały zapas powietrza w przeciwną stronę do satelity! Na zasadzie odrzutu dotrzesz
do niego.
Chwileczkę. Ale ten człowiek musi przecież oddychać!
- Zostaw w zbiorniku pół kilograma powietrza, resztę wypuść!
Ale znowu nasuwa ci się wątpliwość: jak długo będzie trwał powrót do satelity, czy pół
kilograma wystarczy do oddychania przez cały czas? Z pomocą przychodzi Ci komputer.
Wywołujesz potrzebne informacje:
 - Człowiek wykonuje średnio 20 oddechów na minutę
 -Przy jednym oddechu zużywa około 1,5 g powietrza. Zatem w ciągu minuty człowiek
zużywa 20 razy 1,5g = 30g powietrza, a w ciągu sekundy 0,5 g
 - Otwór w zbiorniku pozwala jednorazowo wypuścić dowolną porcję powietrza
z szybkością 25 m/s względem astronauty.
Oczekującemu na pomoc zadajesz tylko jedno pytanie:
- Jaka jest twoja masa z ekwipunkiem?
- 100 kg
Teraz możesz już zdecydować, ile powietrza powinien sobie zostawić astronauta do
oddychania, a ile wypuścić, by na zasadzie odrzutu dotrzeć do satelity. Dokonujesz obliczeń
dla kilku opcji:
1. - wypuścił 2.5 kg powietrza
2. -wypuścił 2 kg powietrza
3. -wypuścił 1.5kg powietrza
4. -wypuścił 1kg powietrza
5. -wypuścił 0.5kg powietrza
Jedna z opcji okazuje się szczególnie bezpieczna. Przekazałeś ją astronaucie. JEST
URATOWANY.
Jaka to opcja? Wykonaj potrzebne obliczenia dla każdej z opcji i wskaż bezpieczne
rozwiązanie. Pamiętaj o rachunku jednostek oraz odpowiednich komentarzach. Zwróć uwagę
na estetykę pracy.
Termin oddania rozwiązania 15.10.2015.
Podczas obrony ligi obowiązuje zagadnienie pędu i zasady zachowania pędu oraz umiejętność
rozwiązywania zadań rachunkowych i problemowych.
Obrona 6.11.2015 na ósmej lekcji w sali fizycznej.
Powodzenia!!!