Zestaw pytań na 1 kolokwium

Zakres materiału na 1 kolokwium (część teoretyczna) :
1. Jednostki
2. Opis ruchu, dynamika
3. Energia potencjalna i kinetyczna,
4. Zasady zachowania pędu i energii
3. Ruch obrotowy, podstawy dynamiki bryły sztywnej
4. Drgania
5. Stany skupienia materii
6. Hydrostatyka
7. Hydrodynamika
8. Temperatura i ciepło
9. Teoria kinetyczna, przemiany gazowe, rozszerzalność
10. Druga zasada termodynamiki, cykle gazowe, silniki
11. Entropia
Przykładowy zestaw pytań – część teoretyczna
1. Sformułuj II zasadę dynamiki Newtona. W ciągu 2 sekund prędkość ruszającej w dół windy o masie m=1000 kg wzrosła od 0 do 2
m/s. Jaka była w tym czasie średnia wartość siły napięcia liny podnoszącej windę ?
2. Korzystając z definicji energii potencjalnej w polu grawitacyjnym, podaj jaką energię potencjalną i kinetyczną ma satelita,
znajdujący się na stabilnej orbicie kołowej o promieniu dwukrotnie większym od promienia Ziemi. Przyśpieszenie ziemskie g = 10
m/s2, promień Ziemi R= 6,37 tys. km.
3. Podaj twierdzenie Steinera. Moment bezwładności pręta względem osi przechodzącej przez środek wynosi 1/12 ML2. Jaki będzie
moment bezwładności, jeśli oś przesuniemy o L/4 w stronę końca pręta?
4. Sformułuj zasadę zachowania momentu pędu. Ciężarek, zaczepiony na cienkiej lince przewleczonej przez oczko wiruje wokół tego
oczka w płaszczyźnie poziomej z okresem T=2s. Ile wyniesie okres ruchu, jeśli odcinek linki pomiędzy ciężarkiem a oczkiem
skrócimy do połowy?
5. Podaj równanie ruchu oscylatora harmonicznego. Oscylator składa się z masy m =1kg umieszczonej na nieważkiej sprężynie o
stałej sprężystości k = 10 N/m. O ile należy zwiększyć masę oscylatora, by zmniejszyć dwukrotnie okres drgań?
6. Podaj prawo Pascala. Na tłok podnośnika hydraulicznego o średnicy φ1=1 cm działa siła F = 100 N. Jaką siłą będzie działał na
podnoszony przedmiot drugi tłok o średnicy φ1=10 cm?
7. Podaj czynniki mające wpływ na opór dynamiczny. Który z nich ma decydujące znaczenie dla oporu powietrza działającego na
szybko poruszający się samochód? Jak związana jest siła oporu z prędkością?
8. Wymień różnice pomiędzy stanem ciekłym a stanem stałym skupienia materii.
9. Podaj I zasadę termodynamiki. 2 mole gazu doskonałego dwuatomowego o temperaturze T= 200K uległy izobarycznemu
rozprężaniu od objętości V1 = 1l do objętości V2=3l. Podaj wartości ciepła pobranego przez gaz i j pracy wykonanej przez gaz.
Zakres zagadnień części zadaniowej
Zagadnienia na część zadaniowej są zbliżone do zagadnień realizowanych na zajęciach wyrównawczych z Fizyki – dodatkowe
materiały są dostępne na stronie http://fizyka.if.pw.edu.pl.
1. Równania ruchu – ruch jednostajny i jednostajnie przyspieszony.
2. Równania ruchu – zasady dynamiki Newtona
3. Zasada zachowania energii – pole grawitacyjne
4. Zasada zachowania energii – zderzenia sprężyste i niesprężyste
5. Ruch obrotowy
6. Hydrostatyka
Zadania przykładowe:
1. Fiat 126p ma prędkość v=72 km/h. Na skutek awarii układu kierowniczego wypada z krawędzi klifu o wysokości H=20m. Jak
daleko od krawędzi klifu wyląduje, i jaki będzie kąt uderzenia?
2. Dwa złomowane Fiaty 126p o masie m=600 kg każdy, pozbawione kół, są połączone nierozciągliwą liną. Do pierwszego z nich
zaczepiona jest lina holownicza, którą ciągnie poziomo wyciągarka z siłą F= 10 kN. Współczynnik tarcia kinetycznego o podłoże
wynosi µ=0.3. Jaka jest siła naciągu liny pomiędzy samochodami? Z jakim przyśpieszeniem porusza się układ?
3. Na szczycie oblodzonego pagórka o wysokości h=20m, którego zbocze jest nachylone pod kątem 30° do poziomu, Fiat 126p o
masie m=700 kg ma prędkość V=10 m/s skierowaną wzdłuż powierzchni zbocza w kierunku podstawy pagórka. W tym momencie
kierowca blokuje koła hamulcem. Współczynnik tarcia kinetycznego o podłoże wynosi µ=0.3. Oblicz, jaką prędkość będzie miał Fiat
126p u podstawy pagórka.
4. Kiedy Fiat 126p o masie m=700 kg przejeżdża pod wiaduktem z prędkością v=54 km/h, od wiaduktu odrywa się fragment betonu i
wbija się w dach samochodu. Ile waży fragment betonu, jeśli prędkość samochodu po zderzeniu spadła do 36 km/h?
5. Od Fiata 126p, podjeżdżającego na wzniesienie się z prędkością v=72 km/h odrywa się koło. Oblicz, na jaką wysokość od miejsca
awarii wtoczy się koło zakładając, że jest ono jednorodnym walcem o promieniu R=0.25 m, a straty energii związane z tarciem można
zaniedbać. Moment bezwładności walca względem środka I=½mR2
6. Po załadunku na płaskodenną barkę do przewozu złomu Fiata 126p o masie m=600 kg głębokość zanurzenia wynosi D1= 1.3 m. Po
wyładunku samochodu w hucie głębokość zanurzenia wynosi D2= 1.1 m. Ile wynosi masa barki?