Zestaw XIII Zadania nieobliczeniowe Zadania obliczeniowe Literatura

Zestaw XIII
Ewa Kądzielawa, Marcin Wysokiński
e-mail: [email protected]
http://www.fais.uj.edu.pl/dla-szkol/
warsztaty-z-fizyki/szkoly-ponadgimnazjalne
Grupa na Facebooku:
http://www.facebook.com/groups/kolkof/
11 grudnia 2012 r.
Zadanie 6 [g-OF]
Na drewnianej podłodze stoi drabina malarska. Jest ona
pośrodku związana sznurkiem, którego rozciągliwość można pominąć. Sznurek ten ulega zerwaniu pod działaniem
siły przekraczającej wartość F 98N. Oblicz, przy jakim
kącie rozwarcia ramion drabiny sznurek ulegnie zerwaniu,
jeżeli wiadomo, że na szczycie drabiny stoi człowiek o masie m 70kg, a współczynnik tarcia drabiny o podłogę
wynosi f 0,65. Zakładamy, że rozkład sił jest symetryczny i że masę drabiny można zaniedbać.
Zadania nieobliczeniowe
Zadanie 1 [NZzF]
Astronauta przebywając na Księżycu nabawił się kataru. Na przezornie zabranej buteleczce z lekarstwem przeczytał: „Brać jednorazowo 30 kropli”. Przepis ten stosuje
się na Ziemi. Ile kropli powinien wziąć astronauta?
Zadanie 2 [NZzF]
Wykaż, że przecinanie się dwóch adiabat (wykreślonych
dla tej samej masy gazu) jest sprzeczne z II zasadą termodynamiki.
Zadanie 7 [XLVII OF, etap I]
Krążek o promieniu R jest sztywno przymocowany do
płaskiej powierzchni stołu. Krążek jest opasany jednorodną, cienką, wiotką i nierozciągliwą liną o długości całkowitej l i masie m. Drugi jednorodny krążek w kształcie walca
o takim samym promieniu R i masie M ślizga się bez tarcia
po powierzchni stołu, tocząc się po napiętej linie. Układ
obraca się wokół nieruchomego krążka z częstością kołową
ω. Nie zachodzi poślizg liny po żadnym z dwóch krążków.
Oblicz energię kinetyczną układu.
Zadanie 8
Oblicz sprawność cyklu Carnota.
Zadanie 3
Przedsiębiorczy płetwonurek rozumuje tak: skoro typowa rurka do nurkowania długości 20 cm bardzo dobrze
spełnia swoje zadanie, to rurka o długości 6m będzie działała równie dobrze. Wyobraź sobie, że postanowił on wypróbować ten niemądry pomysł. Dlaczego płetwonurek
znajduje się się w śmiertelnym niebezpieczeństwie?
Zadanie 4
Kiedyś powszechnie uważano, że stabilność roweru zapewnia efekt żyroskopowy (jadący rower miałby nie przewracać się, ponieważ wymagany do tego byłby duży moment siły ze względu na duży moment pędu obracających
się kół). Zbudowano jednak rower z dodatkowymi kołami
niedotykającymi podłoża i obracającymi się w przeciw- Literatura
nym kierunku, które efektywnie niwelują moment pędu
poruszającego się roweru. Okazało się, że można na takim [NZzF] J. Domański, J. Turło, Nieobliczeniowe zadania
z fizyki, Pruszyński i S-ka, Warszawa, 1997.
rowerze jeździć i nie przewraca się on niemal natychmiast
jak spodziewali się autorzy eksperymentu. Zastanów się,
[jm-OF] 50 lat olimpiad fizycznych redakcja P. Janiszewjakie inne zjawisko może wpływać na stabilność roweru.
ski i J. Mostowski, PWN, Warszawa, 2002.
Zadania obliczeniowe
Zadanie 5 [XLIX OF, etap I]
Małe ciało o masie m i ładunku Q zawieszono na nieprzewodzącej i nieważkiej nici długości l. W pewnej chwili nagle włączono w kierunku poziomym jednorodne pole
elektryczne o natężeniu E. Oblicz maksymalną prędkość
uzyskaną przez ciało.
Podaj wynik liczbowy dla: l 0,5m, Q 107 C, m 0,002kg, E 105 V/m.
[g-OF] Zbiór zadań z olimpiad fizycznych redakcja W.
Gorzkowskiego, Wyd. Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1987.