MECHANIKA, ćwiczenie M-1
Pytania podstawowe

1.

Ruch drgający, ruch okresowy, drgania harmo-

niczne – podstawowe definicje.

2.

Podstawowe własności ruchu harmonicznego

(okres i częstotliwość drgań harmonicznych). Wy-
prowadzić związek między T a ω.

3.

Prawo powszechnego ciążenia.

4.

Ciężar ciała a siła grawitacyjna.

5.

Przyspieszenie ziemskie (definicja), przyspieszenie

a szerokość geograficzna.

6.

Spadek swobodny – równania ruchu.

7.

Wahadło proste. Wzór na okres drgań wahadła

prostego.

8.

O czym mówi prawo izochronizmu drgań? Założe-

nia metody wahadła prostego. Wpływ kąta wy-
chylenia na okres drgań wahadła.

Pytania dodatkowe

9.

Wyznaczenie masy Ziemi oraz masy Słońca.

10.

Prędkość i przyspieszenie w ruchu harmonicz-

nym (wyprowadzić metodą pochodnej oraz
„metodą graficzną" z analogii do ruchu po okręgu).

11.

Energia w ruchu harmonicznym (z wyprowadz.).

12.

I, II, III prędkość kosmiczna (z wyprowadz.).

13.

Wyprowadzenie wzoru na okres drgań wahadła

prostego.

MECHANIKA, ćwiczenie M-2
Pytania podstawowe

1.

Ruch po okręgu (podstawowe relacje). Ruch

jednostajny po okręgu.

2.

Bryła sztywna. Środek masy (definicja).

3.

W jaki sposób można doświadczalnie wyznaczyć

ś

rodek masy bryły sztywnej płaskiej?

4.

Kinematyka bryły sztywnej (ruch obrotowy, ruch

postępowy oraz odpowiednie równania ruchu).

5.

Moment siły, reguła śruby prawoskrętnej.

6.

Definicja momentu bezwładności. Twierdzenie

Steinera.

7.

Zasady dynamiki ruchu obrotowego (w tym także

reguła śruby prawoskrętnej dla prędkości i przy-
spieszenia kątowego w ruchu obrotowym).

Pytania dodatkowe

8.

Przykłady momentów bezwładności prostych

brył. Zastosowanie twierdzenia Steinera do oblicza-
nia momentów bezwładności (np. pręta).

9.

Toczenie bez poślizgu. Wyznaczenie kierunku i

zwrot i wartości υ

u

, υ

obr

oraz prędkości wypadkowej

υ

, dla dowolnego punktu walca (przy

wykorzystaniu obu wariantów opisu: jako ruchu
postępowo obrotowego oraz z użyciem pojęcia osi
chwilowej).

10.

Energia w ruchu obrotowym.

11.

Wyprowadzenie wzoru na okres drgań wahadła

fizycznego, w tym własności drgań harmonicznych.

12.

Tarcie (tarcie suwne a toczne, dynamiczne a sta-

tyczne, zewnętrzne a wewnętrzne). Założenia i wy-
jątki. Zastosowania w technice.

AKUSTYKA, ćwiczenie A-1
Pytania podstawowe

1.

Fale mechaniczne (definicja, cechy, podział fal).

Podać przykłady fal podłużnych.

2.

Równanie fali harmonicznej (płaskiej i kulistej).

Wyjaśnić pojęcia: amplituda fali, faza (faza począt-
kowa), wektor falowy, liczba falowa, długość fali,
pulsacja, częstotliwość, okres. Interpretacja równa-
nia falowego.

3.

Wyjaśnić pojęcia: prędkość fazowa, powierzchnia

fazowa. Jaką postać ma czoło fali płaskiej i kuli-
stej?

4.

Na czym polega zjawisko interferencji fal? Q czym

mówi zasada superpozycji? Podać wzór na falę
wypadkową.

5.

Co to są fale koherentne i niekoherentne? Jaki

będzie wynik ich nałożenia się w obu przypadkach?

6.

O czym mówi zasada Huygensa? Na czym polega

zjawisko dyfrakcji?. Wykazać się umiejętnością
rysowania czoła fali dla różnych przeszkód według
zasady Huygensa.

7.

Metoda Ouinckego. Co to jest fala stojąca? Pozycje

węzłów i strzałek. Rola rezonansu w metodzie.

Pytania dodatkowe

8.

Podać i wyprowadzić wzór (10) na prędkość fali.

9.

Przykłady interferencji fal (przykład pierwszy –

interferencja fal o różnych fazach początkowych –
wyprowadzić warunek wzmocnienia i wygaszenia)

10.

Podać kryterium decydujące o tym, czy nastąpi

skok fazy dla fali stojącej. Wyprowadzić równanie
fali stojącej. Fala stojąca a postępująca.

11.

Fala stojąca powstała wskutek odbicia ze sko-

kiem fazy. Pozycje węzłów i strzałek. Czym różni
się fala stojąca od postępującej?

12.

Prędkość dźwięku (w gazach, cieczach i ciałach

stałych). Prawo Hooke'a

13.

Cechy dźwięku (wysokość, głośność, barwa).

Podział dźwięku.

14.

Zjawisko Dopplera (przypadek, gdy porusza się

ź

ródło).

HYDROSTATYKA, ćwiczenie H-1
Pytania podstawowe

1.

Właściwości cieczy.

2.

Ciśnienie, jednostki ciśnienia. Prawo Pascala.

3.

Wyprowadzić wzór na ciśnienie hydrostatyczne.

4.

Paradoks hydrostatyczny (oba ujęcia).

5.

Prasa hydrauliczna.

6.

Zasada naczyń połączonych dla cieczy jedno-

rodnych.

7.

Prawo Archimedesa. Warunek pływania ciał. Jak

wyznaczyć objętość części zanurzonej?

8.

Gęstość względna i bezwzględna, ciężar właściwy.

Jak wyznaczyć gęstość ciała nieporowatego o
regularnych kształtach?

9.

Wyznaczanie gęstości ciała stałego cięższego od

wody metoda wagi hydrostatycznej (z wyprowa-
dzeniem).

Pytania dodatkowe
10.

Wyznaczanie gęstości ciała stałego lżejszego od

wody metoda wagi hydrostatycznej (z wyprowa-
dzeniem).

11.

Wyznaczanie gęstości cieczy metoda hydrosta-

tyczna (z wyprowadzeniem).

12.

Zasada naczyń połączonych dla cieczy niejedno-

rodnych (oba warianty) i jej zastosowanie do
pomiaru gęstości cieczy.

13.

Wyprowadzić prawo Archimedesa.

14.

Warunek stabilności.

15.

Wyjaśnić pojęcie gęstości usypowej. Ciała po-

rowate, podział porów, metody pomiaru porowato-
ś

ci.

16.

Na wadze elektronicznej umieszczono naczynie z

cieczą. Laborant zanurza w cieczy kamień zawie-
szony na nitce i utrzymuje go w bezruchu w środ-
kowej części naczynia napinając nić. Czy w
związku z tym wskazania wagi ulegną zmianie?

17.

W zbiorniku napełnionym wodą znajduje się

łódka, w której umieszczono kamień o gęstości
większej niż gęstość wody. Czy poziom wody w
zbiorniku pozostanie bez zmian po wyjęciu kamie-
nia z łódki i wrzuceniu go do wody?

HYDRODYNAMIKA, ćwiczenie H-2
Pytania podstawowe

1.

Cechy przepływów, ciecz idealna. Linie prądu

cieczy idealnej.

2.

Wyprowadzić równanie ciągłości.

3.

Ciecz rzeczywista, opór lepkości, współczynnik

lepkości. Równanie Newtona – zasadnicze
równanie lepkości. Wyprowadzić jednostkę
współczynnika lepkości (na podstawie równania
Newtona).

4.

Zależność współczynnika lepkości od temperatury

(w cieczach i gazach).

5.

Linie prądu cieczy rzeczywistej (przepływ

laminarny i turbulentny).

6.

Siła Stokesa. Siła oporu lepkości a liczba

Reynoldsa.

7.

Siły działające na kulke podczas ruchu w cieczy.

Wyznaczenie współczynnika lepkości cieczy
metoda kulkową (metoda Stokesa) (z wyprowadze-
niem).

Pytania dodatkowe

8.

Wprowadzić z analizy wymiarowej wzór na Re.

9.

Wyprowadzić równanie Bemoulliego.

10.

Prawo Bemoulliego (podać i zinterpretować

wzór). Zastosowania tego prawa (paradoks hydro-
dynamiczny, siła nośna, prawo Torricellego).

11.

Rozkład prędkości cieczy lepkiej w rurze o

przekroju kołowym. Maksymalna i średnia
prędkość przepływu (podać odpowiednie wzory
wraz z interpretacją).

12.

Wyprowadzić wzór Poiseuille'a oraz wzór wy-

dajność strumienia masy cieczy.

TERMODYNAMIKA, ćwiczenie T-1
Pytania podstawowe

1.

Pojęcie ciepła, jednostki. Pojemność cieplna.

2.

Ciepło właściwe, ciepło molowe, jednostki.

3.

Sposoby przekazywania ciepła.

4.

Zasada bilansu cieplnego.

5.

Zerowa zasada termodynamiki.

6.

Energia wewnętrzna. Pierwsza zasada termody-

namiki.

7.

Wyznaczenie ciepła właściwego metoda mieszania

(oba warianty).

Pytania dodatkowe

8.

Pojęcie fazy.

9.

Omówić diagram fazowy wody.

10.

Ciepło molowe ciał stałych, cieczy i gazów.

11.

Przemiany fazowe, przebieg zmian temperatury

ciała krystalicznego podczas topnienia, ciepło prze-
miany fazowej, ciepło właściwe przemiany
fazowej. Jak obliczyć całkowite ciepło potrzebne
do ogrzania cieczy powstałej ze stopionego ciała?

12.

Kalorymetria – omówić podstawowe rodzaje

kalorymetrów.

13.

Pojęcie temperatury. Skala Kelvina i Celsjusza.

14.

Druga zasada termodynamiki (podać wszystkie

sformułowania).

15.

Sprawność silnika cieplnego (odwracalnego i

nieodwracalnego).

TERMODYNAMIKA, ćwiczenie T-2
Pytania podstawowe

1.

Budowa ciał stałych: ciała krystaliczne, ciała

amorficzne, ciała izotropowe i anizotropowe, poli-
kryształy, tekstura, struktura krzemionki.

2.

Opis zjawiska rozszerzalności termicznej ciał

krystalicznych (siły sprężyste, rozszerzalność li-
niowa, definicja współczynnika rozszerzalności li-
niowej).

3.

Szkodliwość zjawiska rozszerzalności termiczne] w

technice.

4.

Anomalna rozszerzalność cieplna wody.

5.

Izomorfizm (izotypia), polimorfizm, alotropia.

6.

Struktury rzeczywiste, drgania sieci, defekty.

7.

Zastosowania zjawiska rozszerzalności termicznej

8.

Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności li-

niowej prętów.

Pytania dodatkowe

9.

Stan równowagi w krysztale (wykres zależności

sił wzajemnego oddziaływania od odległości, stan
równowagi trwałej, energia dysocjacji, energia wią-
zania).

10.

Wyjaśnienie zjawiska rozszerzalności termicznej

na podstawie wykresu energii potencjalnej od
odległości międzyatomowej. Czy wszystkie ciała
stałe wydłużają się podczas ogrzewania?

11.

Rozszerzalność objętościowa ciał. Wyprowa-

dzenie zależności miedzy współczynnikiem rozsze-
rzalności liniowej i współczynnikiem rozszerzalno-
ś

ci objętościowej dla ciał stałych jednorodnych i

izotropowych.

12.

Układy krystalograficzne (pojęcia i przykłady).

13.

Struktura metali i stopów (roztwory stałe, wa-

runki Hume-Rothery'ego).

14.

Klasyfikacja kryształów ze względu na typy

wiązań.

15.

Wyprowadzenie wzoru określającego zależność

gęstości ciała stałego od temperatury.

ELEKTRYCZNOŚĆ, ćwiczenie E-1
Pytania podstawowe

1.

Natężenie prądu, definicja ampera, prąd stały i

zmienny.

2.

Potencjał elektryczny, różnica potencjałów. Obie

definicje napięcia.

3.

Pierwsze i drugie prawo Ohma.

4.

Opór elektryczny, przewodność elektryczna, opór

właściwy, przewodność właściwa, opór właściwy a
temperatura.

5.

Siła elektromotoryczna źródła – obie definicje,

ź

ródło idealne i rzeczywiste.

6.

Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego, prąd

zwarcia.

7.

Pierwsze i drugie prawo Kirchhoffa.

8.

Szeregowe i równoległe łączenie oporów (wy-

prowadzenie tych zależności).

9.

Pomiar oporu metodą mostka Wheatstone'a

(schemat).

10.

Obie metody pomiaru oporu na podstawie prawa

Ohma (tzw. metoda techniczna).

Pytania dodatkowe
11.

Reguła znaków dla sił elektromotorycznych i

różnic potencjału w oczku względem przyjętego
obiegu.

12.

Przebieg potencjału w oczku (rozwiązać przy-

kłady źródeł zwartych biegunami przeciwnego
znaku oraz tego samego znaku).

13.

Amperomierz (sposób zwiększenia zakresu z

wyprowadzeniem).

14.

Woltomierz (sposób zwiększenia zakresu z

wyprowadzeniem).

15.

Wyprowadzenie poprawek w obu metodach

pomiaru oporu na podstawie prawa Ohma.

16.

Wyprowadzenie z praw Kirchhoffa warunku

równowagi mostka.

ELEKTRYCZNOŚĆ, ćwiczenie E-2
Pytania podstawowe

1.

Natężenie prądu, definicja ampera, prąd stały i

zmienny.

2.

Potencjał elektryczny, różnica potencjałów, de-

finicja napięcia.

3.

Pierwsze i drugie prawo Ohma, opór elektryczny,

opór właściwy.

4.

Prawo Joule'a-Lenza (wyprowadzenie, interpre-

tacja).

5.

Moc prądu stałego. Moc skuteczna prądu

przemiennego.

6.

Ciepło właściwe, pojemność cieplna, ciepło pa-

rowania (definicje i jednostki).

7.

Sprawność grzejnika elektrycznego (omówić oba

sposoby jej wyznaczenia).

Pytania dodatkowe

8.

Zasady termodynamiki (zerowa i pierwsza),

energia wewnętrzna, zasada bilansu cieplnego.

9.

Napięcie skuteczne, natężenie skuteczne prądu

przemiennego (wyprowadzenie, sens fizyczny).

10.

Moc skuteczna prądu przemiennego (wyprowa-

dzenie, wykres).

11.

Moc skuteczna prądu zmiennego z przesunięciem

fazowym (wyprowadzenie, wykres, przypadki
szczególne).

12.

Obwody szeregowe RLC (pojęcie zawady, prawo

Ohma w tej wersji, przesunięcie fazowe, zawada
jako wektor)

13.

Obwody szeregowe RLC – przykłady: dławik,

rezonans (wykresy i wyprowadzenia).

ELEKTRYCZNOŚĆ, ćwiczenie E-3
Pytania podstawowe

1.

Co to jest termoogniwo? Zjawisko Seebecka.

2.

Dlaczego na styku metali pojawia się napięcie

kontaktowe? Wyjaśnić zasadę działania termoogni-
wa, posługując się modelem gazu elektronowego.

3.

Wyjaśnić zjawisko Thomsona, opierając się na

modelu gazu elektronowego.

4.

Na czym polega zjawisko Peltiera?

5.

Liniowe przybliżenie zależności SEM.

6.

Zastosowania termoogniwa.

7.

Zalety termometru opartego na termoogniwie w

porównaniu z cieczowym.

Pytania dodatkowe

8.

Teoria pasmowa przewodnictwa, poziomy ener-

getyczne, zakaz Pauliego, liczby kwantowe, pasma
energetyczne w metalach, półprzewodnikach, die-
lektrykach (pasmo wzbronione, pasmo przewodnic-
twa).

9.

Wyjaśnić zasadę działania termoogniwa na pod-

stawie teorii pasmowej. (konieczne opanowanie
materiału uwzględnionego w pyt.8)

10.

Wyjaśnić zjawisko Thomsona, opierając się na

pasmowej teorii przewodnictwa. Energia Fermiego
a temperatura. (konieczne opanowanie materiału
uwzględnionego w pyt.8)

11.

Wyprowadzić i zinterpretować graficznie prawo

Avenariusa.

12.

Siła termoelektryczna, szereg termoelektryczny.

OPTYKA, ćwiczenie 0-1
Pytania podstawowe

1.

Fale świetlne, fotony, dualizm korpuskularno-

falowy, optyka geometryczna.

2.

Prawo odbicia. Prawo załamania.

3.

Rodzaje soczewek (w tym soczewki w cieczy).

4.

Równanie soczewki cienkiej z opisem, równanie

Gaussa. Co t jest ognisko soczewki w przypadku
soczewki skupiającej i rozpraszającej? Odległość
ogniskowa.

5.

Soczewki skupiające i rozpraszające – zasady

konstrukcji obrazów.

6.

Metoda bezpośrednia wyznaczenia odległości

ogniskowej soczewki cienkiej (w tym metoda gra-
ficzna – uzasadnić jej słuszność).

7.

Metoda Bessela wyznaczenia odległości ogni-

skowej soczewki cienkiej.

8.

Układy soczewek. Wyznaczenie ogniskowej so-

czewki rozpraszającej.

Pytania dodatkowe

9.

Prędkość światła, współczynnik załamania,

10.

Ośrodki niejednorodne optycznie – przebieg

promienia. Złudzenia optyczne.

11.

Droga optyczna, zasada Fermata.

12.

Całkowite wewnętrzne odbicie (istota i zastoso-

wania tego zjawiska).

13.

Reguły znaków dla: promieni krzywizn, odle-

głości przedmiotowych i obrazowych oraz
ogniskowych. Przedmioty i obrazy (rzeczywiste i
urojone).

14.

Wady soczewek: aberracje i astygmatyzm.

15.

Oko, wady wzroku i ich korekcja.

OPTYKA, ćwiczenie 0-2
Pytania podstawowe

1.

Światło naturalne i spolaryzowane. Płaszczyzna

drgań i płaszczyzna polaryzacji. Typy polaryzacji.

2.

Polaryzator, analizator, prawo Malusa.

3.

Polaryzacja przez załamanie. Kryształy dwój-

łomne: jedno- i dwusiowe, dodatnie i ujemne. Co
to jest oś kryształu? Dichroizm.

4.

Skręcenie właściwe (jak wyznaczyć i od czego

zależy) – stężenie procentowe i stężenie masowe.

5.

Prawo Biota. Jaką rolę spełnia filtr monochro-

matyczny?

6.

Budowa i zasada działania polarymetrów – po-

miar kąta skręcenia.

Pytania dodatkowe

7.

Polaryzator siatkowy, polaroidy.

8.

Polaryzacja przez odbicie, kat Brewstera

(wyprowadzić).

9.

Substancje aktywne optycznie, skręcenie płasz-

czyzny polaryzacji (mechanizm skręcania na w
płytce kwarcowej). Związki chiralne –
enancjomorfizm.

10.

Pryzmat Nicola (budowa i zasada działania). Na

czym polega i w jaki sposób wykorzystane jest w
nikolu zjawisko całkowitego wewnętrznego
odbicia?

11.

Budowa i zasada działania polarymetrów półcie-

niowych (rola płytki półcieniowej – pomiar w ja-
snym i ciemnym polu). Dlaczego polarymetry pół-
cieniowe są dokładniejsze?

Zasady zdawania kolokwium

W przypadku wyboru poziomu podstawowego

(ocena maksymalna 3,5 pkt.) należy przygotować
się w zakresie pytań podstawowych.

W przypadku wyboru poziomu rozszerzonego

(ocena maksymalna 6,0 pkt.) należy dobrze
przygotować się z wszystkich pytań
podstawowych oraz wszystkich lub części pytań
dodatkowych. Należy przed odpowiedzią wskazać
te pytania, do których jest się przygotowanym.
Podczas kolokwium sprawdzane jest najpierw
przygotowanie poziomu podstawowego, a później
pytań dodatkowych.

Wszelkie próby blefowania przygotowania (np.

zgłaszanie przygotowania z pytań dodatkowych bez
znajomości poziomu podstawowego) będą karane
ocena 1.0 pkt. bez możliwości poprawy.

Podkreślenie pytania podstawowego oznacza jego

ś

cisłe powiązanie z tematyką ćwiczenia i przez to

duże prawdopodobieństwo pojawienia się na
kolokwium.

O trudności i ilości materiału związanego z

pytaniem z zakresu dodatkowego informuje stojąca
przed nim punktacja rankingowa (

,

,

). Punkty

rankingowe pytań dodatkowych sumują się do 12 w
ramach jednego ćwiczenia.