FR-01818Materiał Freedu

Zadanie 4 (matura, maj 2022)

LiceumMaturaRozszerzenieFizykaHydrostatyka i aerostatyka

Źródło: Matura maj 2022, fizyka, poziom rozszerzony (formuła 2015, EFAP-R0-100-2205), zad. 4

    Zadanie 4, wspólne informacje. Zadanie 4. Rozważamy ruch kulki szklanej w pewnej cieczy (w układzie inercjalnym, w ziemskim polu grawitacyjnym). W chwili początkowej ruchu kulka jest całkowicie zanurzona tuż pod powierzchnią cieczy, a jej prędkość początkowa jest równa zero. Od momentu jej upuszczenia w cieczy kulka opada ruchem przyśpieszonym, a wartość jej prędkości zbliża się do pewnej prędkości granicznej v . 𝑚𝑎𝑥 Podczas opadania kulki działają na nią trzy siły: siła wyporu cieczy 𝐹⃗ , siła oporu ruchu 𝐹⃗ 𝑤 𝑜 oraz siła grawitacji 𝐹⃗ . Przyjmij model zjawiska, w którym wartość siły oporu działającej na 𝑔 kulkę zależy od wartości v prędkości kulki w cieczy następująco: 𝐹 = 𝐴𝑅 v 𝑜 gdzie 𝐴 jest stałym współczynnikiem liczbowym zależącym od rodzaju cieczy, 𝑅 jest promieniem kulki. Przyjmij także, że od pewnego momentu ruch kulki można uznać za jednostajny prostoliniowy ze stałą prędkością o wartości v . 𝑚𝑎𝑥

    Zadanie 4.1

    Zadanie 4.1. Zadanie 4.1. (0–1) Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3. Od chwili początkowej ruchu aż do osiągnięcia stałej prędkości wartość przyśpieszenia kulki A. się zwiększa, 1. się zwiększa. ponieważ wartość siły oporu B. się zmniejsza, 2. się zmniejsza. działającej na kulkę C. pozostaje stała, 3. pozostaje stała.

    Zadanie 4.2

    Zadanie 4.2. Zadanie 4.2. (0–2) Wyraź jednostkę współczynnika liczbowego 𝑨 , występującego we wzorze na wartość siły oporu, za pomocą jednostek podstawowych układu SI. Zapisz przekształcenia. Wynik podaj w najprostszej postaci.

    Zadanie 4.3

    Zadanie 4.3. Zadanie 4.3. (0–3) Wyprowadź wzór pozwalający wyznaczyć v – wartość prędkości, z jaką kulka opada 𝒎𝒂𝒙 w cieczy ruchem jednostajnym prostoliniowym – w zależności od: promienia kulki 𝑹 , gęstości cieczy 𝝆 , gęstości kulki 𝝆 , przyśpieszenia ziemskiego 𝒈 oraz stałej 𝑨 . 𝒄 𝒌

    Zadanie 4.4

    Zadanie 4.4. Rysunek Zadanie 4.4. (0–2) Szklana kulka po opadnięciu w cieczy pozostaje nieruchoma na poziomym dnie naczynia (zobacz rysunek obok). Na rysunku oznaczono środek kulki 𝑆 oraz trzy małe fragmenty jej powierzchni: 𝐴 , 𝐵 , 𝐶 , o tych samych polach. Na rysunku obok narysuj wektory sił parcia cieczy na fragmenty powierzchni 𝑨 , 𝑩 , 𝑪 . Oznacz te siły jako 𝐵 – odpowiednio – 𝑭⃗⃗⃗ , 𝑭⃗⃗⃗ , 𝑭⃗⃗⃗ . Zachowaj relacje (większy, 𝑨 𝑩 𝑪 równy, mniejszy) między wartościami sił i zapisz te relacje – wstaw w każde wykropkowane miejsce odpowiedni znak wybrany spośród: , = , . 𝐴 𝑆 𝐹 ................. 𝐹 𝐴 𝐵 𝐹 ................. 𝐹 𝐴 𝐶 𝐶 𝐹 ................. 𝐹 𝐵 𝐶

    Wróć do wyników

    Podobne zadania