Egzamin z fizyki

24 czerwca 1998

Część I - test.

Kolejność odpowiedzi dowolna. Czas trwania: 90min.

Zadanie 1 (6 pkt).

Z powierzchni Ziemi wystrzelono pionowo do góry pocisk z pierwszą prędkością kosmiczną. Oblicz odległość od środka Ziemi do najwyższego punktu toru pocisku. Promień Ziemi R przyjmij za znany.

Zadanie 2 (4 pkt).

Łyżwiarz odepchnął leżący obok niego na lodowisku kamień o masie 10 kg. W rezultacie w jednostce czasu kamień przebywa drogę n=7 razy dłuższą niż łyżwiarz. Oblicz masę łyżwiarza, zakładając, że tarcie łyżew i kamienia o lód można pominąć.

Zadanie 3 (4 pkt).

Jaka będzie częstotliwość drgań wahadła matematycznego o długości 1m umieszczonego w windzie poruszającej się w dół z przyspieszeniem 1m/s² ? Przyspieszenie ziemskie g=10m/s².

Zadanie 4 (5 pkt).

Między okładki kondensatora płaskiego wpada elektron z prędkością v₀. Przy wejściu do kondensatora wektor prędkości elektronu tworzy kąt α=60º z okładką naładowaną dodatnio. Po wyjściu z kondensatora elektron porusza się równolegle do okładek. Narysuj tor elektronu i oblicz prędkość z jaką opuszcza on kondensator.

Zadanie 5 (6 pkt).

Przy połączeniu równoległym n₁=3 ogniw, na oporze zewnętrznym R=0.3Ω wydziela się taka sama moc jak w przypadku połączenia szeregowego n₂=9 takich samych ogniw. Oblicz opór wewnętrzny r pojedynczego ogniwa.

Zadanie 6 (6 pkt).

Ramka kwadratowa o boku a=5 cm przesuwająca się ze stałą prędkością v=5cm/s wchodzi w obszar jednorodnego pola magnetycznego o indukcji B=0.8 T prostopadłego do powierzchni ramki, a następnie opuszcza go. Długość obszaru zajmowanego przez pole magnetyczne wynosi l=10cm. Narysuj wykres indukowanej siły elektromotorycznej ε w funkcji czasu nanosząc na obu osiach odpowiednie wartości liczbowe.

Zadanie 7 (5 pkt).

W szczelnie zamkniętym naczyniu o objętości V=4,16 dm³znajduje się powietrze pod ciśnieniem p=100 kPa. Jakie ciśnienie powietrza ustali się w naczyniu, jeżeli dostarczymy mu ciepła Q=1050 J ? Ciepło molowe powietrza przy stałej objętości C_v=21 J/mol·K.

Potraktuj powietrze jako gaz doskonały. Stała gazowa R=8,31 J/mol·K.

Zadanie 8 (4 pkt).

Jaka część x góry lodowej znajduje się ponad powierzchnią wody ? Gęstość lodu d₁=0,92 g/cm³, a wody morskiej d₂=1,03 g/cm³.

Zadanie 9 (5 pkt).

Promień światła jednobarwnego przechodzi z terpentyny do powietrza (narysuj bieg promienia). Z jaką prędkością rozchodzi się to światło w terpentynie, jeżeli kąt graniczny dla przejścia światła z terpentyny do powietrza wynosi 45º. Przyjmij, że prędkość światła w powietrzu jest równa prędkości światła w próżni.

Zadanie 10 (5 pkt).

Jaką masę uranu ²³⁵ ₉₂U zużywa na dobę reaktor jądrowy o mocy P= 5 MW i sprawności η =20% jeżeli w każdym akcie rozszczepienia wydziela się energia E=200 MeV ?

Liczba Avogadra N_A=6·10²³/mol, 1eV=1,6·10^-19 J.