Zadania dla klasy 2 ponadgimnazjalnej z roku 2009

II POWIATOWY KONKURS Z FIZYKI I ASTRONOMII
DLA SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH
KLASA DRUGA
Zadanie 1
Lodołamacz o masie 400 t płynie z wyłączonym silnikiem i zderza się z krą lodową o masie
pięciokrotnie większej od masy statku. Prędkość lodołamacza wynosi 10 .
a. Oblicz prędkość, z jaką lodołamacz pcha krę.
b. Gęstość lodu wynosi 900
Oblicz objętość kry oraz jej wysokość. Przyjmij, że kra ma
kształt prostopadłościanu o szerokości 10m i długości 12m.
c. Oblicz wysokość, na jaką kra wystaje nad powierzchnię wody. Wykonaj odpowiedni
rysunek. Gęstość wody wynosi 1000
d. Oblicz, jaki maksymalny ładunek można by równomiernie ustawić na krze, aby ona nie
zatonęła.
e. Oblicz, ile ciepła potrzeba, aby całkowicie stopić krę i podnieść jej temperaturę do
temperatury oceanu równej 4oC. Ciepło właściwe wody wynosi
a ciepło
topnienia lodu
.
Zadanie 2
Stosunek mas Ziemi i Księżyca wynosi 81, a stosunek ich średnic 3,67.
a. Wykaż, że przyspieszenie grawitacyjne przy powierzchni Księżyca jest około 6 razy
mniejsze od przyspieszenia przy powierzchni Ziemi.
b. Oblicz ciężar człowieka o przeciętnej masie m=60kg na Księżycu.
c. Oblicz, z jaką prędkością rakieta powinna wystartować z powierzchni Księżyca, aby
mogła opuścić jego pole grawitacyjne. Promień Księżyca RK=1737 km.
d. W przyszłości planuje się budowę baz na Księżycu. Podaj dwa powody, dla których
korzystne jest zbudowanie takiej bazy.
e. Wyprowadź wzór pozwalający obliczyć prędkość orbitalną sondy krążącej wokół
Księżyca na orbitach równych r=nr, gdzie n to dowolna liczba naturalna. Następnie
uzupełnij podaną tabelę. Narysuj wykres zależności prędkości orbitalnej Księżyca od
wysokości nad powierzchnią Księżyca.
r
R
2R
3R
4R
v [km/s]
f. Odpowiedz, czy zegar wahadłowy przeniesiony na powierzchnię Księżyca będzie się
spieszył czy późnił. Uzasadnij swoją odpowiedź.
Zadanie 3
Jak zaprojektowałbyś badanie rzutu poziomego.
-1-
Zadanie 4
Hel o masie m=16g zamknięty w naczyniu, w temperaturze t=200oC i pod ciśnieniem
p=101325Pa, poddano kolejno przemianom: izobarycznej i izochorycznej. Po przemianie
izobarycznej temperatura gazu zmniejszyła się o ΔT=100K. Ciepło oddane w przemianie
izobarycznej było równe ciepłu oddanemu w przemianie izochorycznej.
a. Oblicz liczbę moli helu.
b. Oblicz objętość początkową gazu.
c. Oblicz temperaturę gazu po przemianie izobarycznej.
d. Oblicz, o ile zmniejszyła się temperatura w przemianie izochorycznej.
e. Oblicz temperaturę gazu po przemianie izochorycznej.
f. Oblicz objętość gazu po przemianie izobarycznej. Ustal, ile wynosi objętość gazu po
przemianie izochorycznej.
g. Oblicz, ile wynosi ciśnienie gazu po przemianie izobarycznej. Oblicz ciśnienie gazu po
przemianie izochorycznej. Wynik podaj w hektopaskalach.
-2-