FR-01810Materiał Freedu

Zadanie 10 (matura, maj 2021)

LiceumMaturaRozszerzenieFizykaPrąd elektryczny stały

Źródło: Matura maj 2021, fizyka, poziom rozszerzony (formuła 2015, EFAP-R0-100-2105), zad. 10

    Zadanie 10, wspólne informacje. Zadanie 10. Kilkanaście lat po tym, jak J.J. Thomson odkrył elektron, Robert A. Millikan wykonał doświadczenie, w którym wyznaczył ładunek elektryczny elektronu. W jednej z wersji tego doświadczenia naelektryzowane kropelki oleju poruszały się w powietrzu, w obszarze jednorodnego pola elektrycznego, pomiędzy równoległymi i przeciwnie naładowanymi płytkami metalowymi. Do naelektryzowania kropelek oleju 4 239 He, uzyskaną podczas rozpadu alfa jąder plutonu Pu. wykorzystano wiązkę jąder helu Kropelki oleju rozpylano w obszar pola elektrycznego. Obserwacja ruchu kropelki pod mikroskopem pozwalała wyznaczyć jej prędkość (zobacz rysunek poniżej). kropelka oleju źródło jąder helu 𝑔⃗ mikroskop kierunek linii pola elektrycznego Na dodatnio naelektryzowane kropelki oleju działają: 𝐹⃗ • siła grawitacji ௚ • siła oporu 𝐹⃗ powietrza, której wartość jest wprost proporcjonalna do wartości prędkości ௢௣ kropelki: 𝐹 ~ v ௢௣ • siła elektryczna 𝐹⃗ (wtedy, gdy pole elektryczne pomiędzy płytkami jest włączone). ௘ Informacja do zadań 10.1. i 10.2. Kropelka, która w obszarze pomiędzy płytkami wytraciła poziomą składową prędkości na skutek działania siły oporu powietrza, może – zależnie od wartości natężenia pola elektrycznego pomiędzy płytkami – pozostawać w spoczynku, wznosić się lub opadać pionowo. Przyjmij, że ruch kropelki opisujemy w układzie inercjalnym.

    Zadanie 10.1

    Zadanie 10.1. Zadanie 10.1. (0–3) 𝑚 W sytuacji, gdy pole elektryczne pomiędzy płytkami jest wyłączone, kropelka o masie i ładunku 𝑞 opada pionowo ze stałą prędkością o wartości v . Natomiast w sytuacji, gdy pole elektryczne pomiędzy płytkami jest włączone (oraz natężenie pola ma odpowiednią wartość) kropelka o masie 𝑚 i ładunku 𝑞 wznosi się pionowo ze stałą prędkością o wartości 2 v . ி೐ Oblicz iloraz – wartości siły elektrycznej działającej na wznoszącą się kropelkę ி೒ i wartości siły grawitacji działającej na tę kropelkę.

    Zadanie 10.2

    Zadanie 10.2 (część 1 z 2). Zadanie 10.2. (0–2) Kropelka, która początkowo poruszała się w obszarze pola elektrycznego, w wyniku działania siły oporu powietrza wyhamowała i pozostaje nieruchoma. Na nieruchomą kropelkę działają wtedy siła elektryczna oraz siła grawitacji. ଵସ Masa kropelki wynosi 𝑚 = 6,53 ⋅ 10ି kg, a natężenie pola elektrycznego działającego na ହ 𝐸 = 2,00 ⋅ 10 N/C. Przyjmij do obliczeń, że przyśpieszenie ziemskie kropelkę ma wartość 2 ma wartość 𝑔 = 9,81 m/s . Oblicz, jaką całkowitą wielokrotnością 𝒏 ładunku elementarnego 𝒆 jest ładunek tej kropelki. Informacja do zadań 10.3. i 10.4. 239 4 Pu powstają dwa produkty: jądro helu He oraz pewne jądro, Podczas rozpadu jądra plutonu które oznaczymy jako X.

    Zadanie 10.2 (część 2 z 2).

    Zadanie 10.3

    Zadanie 10.3. Zadanie 10.3. (0–2) Zapisz równanie reakcji rozpadu opisanej w informacji do zadań 10.3. i 10.4. Uwzględnij w równaniu reakcji liczby masowe i atomowe oraz ustal i zapisz nazwę jądra X. Równanie reakcji: Nazwa jądra oznaczonego jako X: ................................................

    Zadanie 10.4

    Zadanie 10.4. Zadanie 10.4. (0–1) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. 239 Masa jądra plutonu Pu jest większa od sumy mas produktów reakcji 1. P F rozpadu (opisanej w informacji do zadań 10.3. i 10.4.). 239 Produkty reakcji rozpadu jądra plutonu Pu (opisanej w informacji do 2. P F zadań 10.3. i 10.4.) uzyskują energię kinetyczną. 239 Masa jądra plutonu Pu jest większa od sumy mas oddzielnych P F 3. 239 Pu. nukleonów, które tworzą jądro plutonu

    Wróć do wyników

    Podobne zadania