KONKURS „EINSTEIN PO GODZINACH” Fizyka

KONKURS „EINSTEIN PO GODZINACH”
Fizyka - ZESTAW XXIX
(O prostych drganiach – wahadło matematyczne i masa na spręŜynie...)
TERMIN: 27 stycznia 2007
Zadanie XXIX.1. Model najprostszego wahadła (zwanego matematycznym) moŜna zbudować
zawieszając niewielki przedmiot (niech na przykład będzie to metalowa kulka) na lekkiej nici. Jak myślisz,
które z poniŜszych zdań dobrze opisują wahania takiego wahadła?
[
[
[
[
[
]
]
]
]
]
Okres wahań wahadła jest proporcjonalny do masy kulki.
Częstotliwość wahań jest proporcjonalna do masy kulki.
Okres wahań wahadła jest proporcjonalny do długości nici.
Częstotliwość wahań jest proporcjonalna do długości nici.
Kwadrat okresu wahań jest proporcjonalny do długości nici.
Zadanie XXIX.2. Gdy zawiesimy na lekkiej spręŜynie jakiś przedmiot, a następnie nieco spręŜynę
rozciągniemy od połoŜenia równowagi i puścimy, to zaobserwujemy drgania przedmiotu na spręŜynie. Jak
myślisz, które z poniŜszych zdań dobrze opisują te drgania?
[
[
[
[
[
]
]
]
]
]
Okres drgań jest proporcjonalny do masy przedmiotu.
Częstotliwość drgań jest proporcjonalna do masy przedmiotu.
Kwadrat okresu drgań jest proporcjonalny do masy przedmiotu.
Kwadrat częstotliwości drgań jest proporcjonalny do masy przedmiotu.
Kwadrat amplitudy drgań jest proporcjonalny do masy przedmiotu.
Zadanie XXIX.3. RozwaŜmy raz jeszcze zawieszony na spręŜynie drgający przedmiot z poprzedniego zadania. Jak myślisz, w którym momencie siła
działania spręŜyny na przedmiot jest największa i skierowana w dół?
[
[
[
[
[
]
]
]
]
]
W
W
W
W
W
momencie
momencie
momencie
momencie
momencie
gdy
gdy
gdy
gdy
gdy
spręŜyna jest maksymalnie rozciągnięta.
spręŜyna jest minimalnie rozciągnięta.
przedmiot znajduje się w punkcie równowagi.
energia kinetyczna przedmiotu jest największa.
prędkość ruchu przedmiotu jest największa.
Zadanie XXIX.4. Co moŜna powiedzieć o przyspieszeniu ruchu obiektów z poprzednich zadań - przedmiotów zawieszonych na nici i spręŜynie?
[
[
[
[
[
]
]
]
]
]
Ich ruch jest jednostajnie przyspieszony.
Ich ruch jest jednostajnie opóźniony.
Ich ruch jest na zmianę jednostajnie przyspieszony i jednostajnie opóźniony.
Zarówno kierunek, jak i wartość ich przyspieszenie zmienia się w trakcie ruchu.
W odniesieniu do obiektów drgających pojęcie przyspieszenia nie ma sensu (bo kierunek ich ruchu ciągle się zmienia).
Zadanie XXIX.5. Układy drgające (na przykład takie jak wahadło i masa
zawieszona na spręŜynie) w wielu podręcznikach uwaŜa się za bardzo
podobne. Rozpatruje się je często razem w tych samych rozdziałach, a
wyniki otrzymane dla jednych z nich przenosi na inne... Jak myślisz,
dlaczego takie postępowanie jest moŜliwe (i celowe)?
[ ] PoniewaŜ wielkości opisujące ich drgania (ruch) zmieniają się w bardzo
podobny sposób, a równania je opisujące mają bardzo podobną postać.
[ ] PoniewaŜ częstotliwość ich drgań zaleŜy od tych samych wielkości.
[ ] PoniewaŜ okres ich drgań zaleŜy od tych samych wielkości.
[ ] PoniewaŜ amplituda ich drgań zaleŜy od tych samych wielkości.
[ ] Takie postępowanie jest błędne – układy drgające nie mają ze sobą
zupełnie nic wspólnego.