background image

Opracowanie zadań przykładowych zadań zamkniętych do egzaminu z podstaw fizyki. 
Wersja opracowania – 1.7 
 
 

Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2008/2009 

 

 

 

Rozwiązania zadań nie były w żaden sposób konsultowane z żadnym wiarygodnym źródłem informacji!!! 

W związku z tym ich poprawność jest wątpliwa i w przypadku ewentualnych błędów proszę zgłaszać poprawki do autora. 

 (dane kontaktowe na końcu opracowania) 

 

 
1.2 – rozwinięcie 11B 
1.3 – rozwiązanie zadania 25A, 4A i B 
1.4 – rozwiązanie zadania 9B, 16A 
1.5 – rozwiązanie zadania 20A 
1.6 – poprawione rozwiązanie zadania 14B i 16B 
1.7 – mały komentarz dotyczący egzaminu 
Zadania nierozwiązane – 2B (zawiera wstępne rozwiązanie), 11B (zawiera wstępne rozwiązanie), 17B 
Rozwiązania tych zadań zostaną podane w trochę później, ponieważ są niedokończone z braku chęci, czasu, wiadomości, etc. 
Masz rozwiązanie? Podeślij je na mail’a! Pomożesz innym i zaoszczędzisz trochę mojego czasu. :) 
Podziękowania dla Gosi T., Patrycji K. oraz Bartka M. za współpracę przy tworzeniu rozwiązań do opracowania. 
 
 

ZESTAW A (aa.pdf) 

Zadanie 1A 
Dane  są  wektory:  A=[1,2,3],  B=[2,0,4]  i  C=[-2,-3,-1].  Cosinus  kąta  pomiędzy  wektorem  B  i  sumą  A+C  wynosi  (patrz  iloczyn 
skalarny wektorów): 

A. 



√

    

B.

 



√

    

C. 



√

    

D.

 



√

 

 
Rozwiązanie: 
suma wektorów A i C to: 

background image

X    A   C   1   2; 2   3; 3   1   1; 1; 2 

długość wektora B i X to: 

    





 





 





 1



 1



 2



 √6  

   





 





 





 2



 0



 4



 √20   2√5  

iloczyn skalarny B i X to: 

" · $"    







 







 







 1 % 2   1 % 0   2 % 4   2   8   6 

cosinus kąta pomiędzy wektorem B i X możemy policzyć z zależności: 

" · $"    cos  " ; $"  

cos  *" ; $"+ 

" · $"

 

6

2√5 % √6

3

√30

 

Odpowiedź. A 

 
 

Zadanie 2A 
Położenie ciała zmienia się zgodnie z równaniem r(t) = [234] − [567](w metrach, w sekundach). Jakie jest 
przemieszczenie ciała pomiędzy I i II sekundą ruchu ? 

A. 

6√3  

 

B.

  5; 6; 7 

 

C. 

5; 6; 7 

 

D.

 6√3 

Rozwiązanie: 
W pierwszej sekundzie obiekt znajduje się w miejscu: 

r1   2;  3; 4  5 % 1; 6 % 1; 7 % 1   2  5; 3  6; 4  7   3; 3; 3 

W drugiej sekundzie obiekt znajduje się w pozycji: 

r2   2;  3; 4  5 % 2; 6 % 2; 7 % 2   2  10; 3  12; 4  14   8; 9; 10 

A różnica między pozycją r(1) i r(2) to: 

r2   r1   8; 9; 10  3; 3; 3   5; 6; 7 

Odpowiedź. B 
 
 
Zadanie 3A 
Po rzece płynie tratwa o masie m, na jej środku stoi człowiek o tej samej masie. Aby chwilowo zatrzymać tratwę względem 
brzegu, człowiek powinien: 
A - Przemieścić się z odpowiednią prędkością po tratwie w kierunku  ”z prądem” 
B - Przemieścić się z odpowiednią prędkością po tratwie w kierunku  ”pod prąd” 
C – Wyskoczyć na brzeg 
– Żadna odpowiedź nie jest poprawna 
 
Rozwiązanie: 
Jeśliby człowiek wyskoczył na brzeg, to spowodowałby  „ucieczkę”  tratwy spod jego  nóg w kierunku przeciwnym do skoku. W 
przypadku  biegu  pod  prąd,  działałby  dodatkową  siłą  przyspieszającą  łódkę.  Jedyną  możliwością  ewentualnego  zatrzymania 
łódki  względem  brzegu  jest  bieg  z  odpowiednią  prędkością  po  tratwie  z  prądem,  bowiem  generuje  to  „odpowiedź”  łódki  w 
kierunku przeciwnym. 
Odpowiedź. A 
 
 
Zadanie 4A 
Wahadło fizyczne skonstruowano z pręta (I

0

 = ml

2

/12) zawieszonego w 1/3 długości. Jego okres ruchu wynosi: 

A. 

2/

0

1

 

 

B.

 2/

0

1

  

 

C. 

2/




 

0

1

 

 

D.

 2/






0

1

 

Rozwiązanie: 
Wzór opisujący okres drgań wahadła fizycznego to: 

2    2/3

4

567

 

Wzór na bezwładność z twierdzenia Steinera oraz moment bezwładności pręta I

0

:  

background image

4   4



  57



                4



1

12 58



 

Na początek musimy rozważyć, jak bardzo oddalona jest oś obrotu od środka masy, dla którego mamy podane I

0

. W tym celu 

posłużymy  się  twierdzeniem  Steinera,  według  którego  obliczymy  moment  bezwładności  dla  osi  położonej  na  krańcu  pręta. 
Według zamieszczonej poniżej ilustracji, powinniśmy otrzymać wynik 1/3 ml

2

 

 
Wiemy,  iż  d  to  odległość  osi  obrotu  od  środka  masy,  która  w  naszym  przypadku  wynosi  połowę  długości  pręta,  czyli  0,5L. 
Wiadomość tą stosujemy we wzorze Steinera: 

1

2 8               4 

1

12 58



  57



 5 9

1

12 8



1

4 8



4

12 58



1

3 58



 

A więc widzimy, iż otrzymaliśmy poprawny wynik. Teraz musimy przenieść te obliczenia w warunki określone treścią naszego 
zadania. Wiemy, iż pręt został zaczepiony w 1/3 długości, a więc odległość d miejsca zawieszenia od środka masy będzie 
wynosiła: 

1

2 8 

1

3 8 

1

6 8               4 

1

12 58



  57



 5 9

1

12 8



1

36 8



4

36 58



1

9 58



 

 

 

 
Następnie  zamieniamy  d  we  wzorze  na  okres  drgań  na  odległość  osi  obrotu  od  środka  masy  kuli  i  podstawiamy  obliczony 
wcześniej moment bezwładności dla kuli zawieszonej na nici: 

2    2/3

4

567    2/;

1

9 58



56 168

 2/3

1

9

8

6 % 6   2/3

2

3

8

6

 

A więc otrzymujemy odpowiedź A. 
Na koniec zadania policzymy, czy prawo Steinera można stosować przyjmując I

0

 jako moment bezwładności dla osi dowolnej, 

czy też musi być to oś przechodząca przez środek pręta. Przyjmujemy, że I

0

 jest dla osi obrotu na początku pręta, a nie w środku, 

co nieco ułatwiłoby rozwiązanie zadania (reasumując przyjmujemy nasze nie 

4







58



, lecz 

4






58



): 

1

3 8                4



1

3 58



               4   4



  57



1

3 58



1

9 58



4

9 58



 

2    2/3

4

567    2/;

4

9 58



56 138

 2/3

4

9

8

6 % 3   2/3

4

3

8

6

 

Jak widać, nie uzyskujemy prawidłowej odpowiedzi, co jednoznacznie eliminuje taki sposób rozwiązania zadania. 
 
Odpowiedź. A 
 
 
Zadanie 5A 
Wskaż prawdziwe twierdzenie na temat siły Coriolisa: 

background image

A - Działa tylko w ruchu po okręgu 
B - Wyraża się wzorem 

<$$" = >" 

C - Jest siłą bezwładności  
D - Wyraża się wzorem 

>" = <$$" 

 
Rozwiązanie: 

Siła Coriolisa wyraża się wzorem 

?"    25 <$$" = >" , a więc odpowiedzi B i D są niepoprawne. Podobnie wątpliwą odpowiedzią 

jest  A,  bowiem  siła  ta  działa  nie  tyle  w  ruchu  po  okręgu,  co  w  ruchu  postępowym  w  obracającym  się  układzie  odniesienia. 
Przykładem  może  być  człowiek  poruszający  się  po  linii  prostej  (radialnie)  od  środka  do  brzegu  obracającej  się  karuzeli. 
Poprawną odpowiedzią jest natomiast odpowiedź C – efekt Coriolisa jest siłą bezwładności. 
 
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 6A 
Pod działaniem siły 3[N] ciało poruszające się z prędkością 3m/s zmieniło kierunek ruchu na przeciwny (o tej samej wartości 
prędkości) w ciągu 3 sekund. Ile wynosi masa ciała? 

A. 

6.0 A6  

 

B.

  9.0 A6 

 

C. 

1.5 A6 

 

D.

 3.0 A6 

Rozwiązanie: 
Wzór na przyspieszenie i na siłę to: 

?   5B    

 

 

∆D

∆E

  

Przekształcając i łącząc oba wzory otrzymujemy (przyjmujemy, iż v

jest dodatnia, a v

P

 ujemna, by uzyskać dodatnią wagę – 

założenie jest zgodne z treścią zadania, bowiem siła przeciwdziałająca prędkości początkowej ma znak dodatni): 

?

B   ?

∆F

∆>   ? 

∆F

>

G

 >

H

 3I %

3J

3 5J   3

5

J

 3A6

5

J



1

2

J



5   1,5 A6

 

Odpowiedź. C 
 
Zadanie 7A 
Jaką pracę należy wykonać, aby rozpędzić ciało o masie 3kg od prędkości 2m/s do prędkości 10m/s? 

A. 128 [J]  

B. 144 [J]  

C. 176 [J]  

D. 160 [J] 

 
Rozwiązanie: 
Będziemy potrzebowali wzorów na pracę oraz energię kinetyczną, które wyglądają następująco: 

L   ∆M

N

    

 

 

M

N

OD

P



  

 
 
 
Następnie łącząc oba wzory otrzymujemy rozwiązanie zadania: 

L   ∆M

N

 M

NG

 M

NH

 

5>

G



2  

5>

H



3A6 % Q10 5JR



2

3A6 % Q2 5JR



2

 9

300

2 

12

2 : A6

5



J



 144 S 

Odpowiedź. B 
 
 
Zadanie 8A 
Częstotliwość własna układu wynosi 10Hz, a częstotliwość siły wymuszającej 20Hz. Z jaką częstotliwością drga układ ? 

A. 10Hz  

B. 20Hz  

C. 30Hz  

D. 15Hz 

 

Rozwiązanie: 
Jak mówi twierdzenie - drgania (wymuszone) odbywają się z częstością siły zewnętrznej, a nie z częstością własną. 
 
Odpowiedź. B 
 
 

background image

Zadanie 9A 
Prędkość dźwięku w powietrzu wynosi 1200 km/h. Długość fali o częstotliwości 111 Hz wynosi: 

A. 30 cm  

B. 9 m    

C. 90 cm  

D. 3 m

 

 
Rozwiązanie: 
Prędkość fali zapisujemy łącząc jej długość λ oraz częstotliwość f w następujący sposób: 

>   T % U 

 

>

1200 A5

V

111WX 

333 5J

111WX   3 5

 

Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 10A 
Powierzchnia cieczy w naczyniu jest zawsze: 
A. styczna do siły wypadkowej 
B. płaska  
C. pozioma  
D. prostopadła do siły wypadkowej 
 
Rozwiązanie: 
Na ciecz działa głównie siła wyporu oraz siła ciężkości. Te dwie siły, tworzą siłę wypadkową prostopadłą do powierzchni cieczy.

 

 
Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 11A 
W  przypadku  dwóch  kulistych  mas  umieszczonych  w  odległości  d  od  siebie,  zbiór  punktów,  w  których  potencjał  pola 
grawitacyjnego jest równy 0, jest: 

A. Punktem  

 

B. Kulą   

C. Elipsoidą obrotową    

D. Okręgiem

 

 
Rozwiązanie: 
W celu odpowiedzi na to pytanie, musimy znaleźć wzór na potencjał pola grawitacyjnego. Wyprowadzenie wzoru znajduje się 
w zadaniu11B. Tutaj odnotuję jedynie wersję finalną na energię potencjalną: 

M

H

 Y

Z5

[

 

Z wzoru widzimy, iż każda masa generuje wokół siebie sferę o promieniu R, dążącą do 0 w przypadku R dążącego do 
nieskończoności. Automatycznie możemy stwierdzić, iż odpowiedź A, B i D są nieprawidłowe, ponieważ: 
A. punkt jest jeden, a miejsc o 0 potencjale jest trochę więcej niż jeden, 
B. kula to nie sfera – kula ma jeszcze wypełniony środek, 
D. okręg jest na płaszczyźnie i nijako się ma do sytuacji opisanej w naszym zadaniu… 
Jedyna odpowiedź, która ma sens to C – elipsoida obrotowa, czyli elipsa zakręcona wokół osi („powierzchnia powstała na 
skutek obrotu elipsy wokół jej osi symetrii”). 
 
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 12A 
Ciężar ciała na Księżycu jest 6 razy mniejszy niż na Ziemi. I prędkość kosmiczna dla Księżyca jest: 

A. 

√6 razy mniejsza niż na Ziemi 

B. 6 razy mniejsza niż na Ziemi 
C. Na tej podstawie nie można rozstrzygnąć 
D. Taka sama jak na Ziemi 
 
Rozwiązanie: 

background image

Wyprowadzenie wzoru na pierwszą prędkość kosmiczną opiera się na spostrzeżeniu, iż siła, którą działa planeta na ciało F

G

 

równoważy siłę odśrodkową F

OD

 (siła grawitacji planety stanowi siłę dośrodkową), a więc: 

?

\

 Y

Z5

[



                 ?

]^

5>

_



[                  Y

Z5

[



5>

_



[

 

Dzięki temu uzyskujemy po przekształceniach: 

>

_



 Y

Z

[                  >

_

 3

YZ

[

 

Teraz  powstaje  pytanie,  czy  jesteśmy  w  stanie  wywnioskować  różnicę  między  wartościami  v

I

  między  Księżycem,  a  Ziemią  na 

podstawie tych wzorów? Próbując wyprowadzić tą proporcję doszedłem do wniosku, że nie mamy podstaw by rozstrzygnąć ten 
problem z powodu braku dodatkowych danych. 
 
Skoro ciężar ciała na Księżycu jest 6 razy mniejszy niż na Ziemi, to zachodzi następująca zależność: 

?

`

 6?

G

 

Masa ciała pozostaje w obu przypadkach taka sama – zmienia się jedynie siła z jaką jest przyciągana. Wartość tej siły określona 
jest wzorem: 

?

`

 Y

Z

`

5

[

`



               ?

G

 Y

Z

G

5

[

G



               Y

Z

`

5

[

`



 6Y

Z

G

5

[

G



               

Z

`

[

`



 6

Z

G

[

G



               Z

`

 6

Z

G

[

G



% [

`



 

 
Teraz musimy porównać pierwsze prędkości kosmiczne dla Księżyca i Ziemi: 

>

_G

 3

YZ

G

[

G

                    >

_`

 3

YZ

`

[

`

 

>

_`



>

_G

YZ

`

[

`

%

[

G

YZ

G

 Z

`

%

[

G

[

`

Z

G

 

 
Wprowadzenie kwadratów przy prędkościach miało na celu ułatwienie zapisu. Teraz, do gotowego już wzoru podstawiamy 
wyprowadzenie masy Ziemi na podstawie danej z treści zadania: 

>

_`



>

_G

 Z

`

%

[

G

[

`

Z

G

                  Z

`

 6

Z

G

[

G



% [

`



 

>

_`



>

_G

 6

Z

G

[

G



% [

`



%

[

G

[

`

Z

G

 6

[

`

[

G

 

 
Z tego wyprowadzenia wynika, iż nie jesteśmy w stanie rozstrzygnąć tego problemu. 
 
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 13A 
Silnik pracujący w cyklu Carnota ma sprawność 60%, przy temperaturze grzejnika 462 C. Ile wynosi temperatura chłodnicy? 

A. 107.5 C 

  

B. 120.0 C 

 

 C. 91.5 C  

 

D. 21.0 C 

 
Rozwiązanie: 
Sprawność silnika pracującego w cyklu Carnota oznacza się η i oblicza według następującego wzoru:

 

2



 2



2



 

 
 
 
Gdzie T

1

 stanowi temperaturę grzejnika, a T

2

 chłodnicy. Z tej zależności otrzymujemy, że chłodnica ma temperaturę (nie wolno 

zapominać, iż wzory stosujemy dla temperatur w Kelwinach – przeprowadzenie obliczeń dla Celsjuszy daje błędny wynik): 

a2



 2



 2



                2



 2



   a2



 462   273b  0,6 % 462   273b   294 b    21c 

 
Odpowiedź. D 
 

background image

 
 
Zadanie 14A 
Gdyby  zetknięcie  dwóch  ciał  nie  prowadziło  do  wyrównania  ich  temperatur,  stanowiłoby  to  naruszenie  jednej  z  zasad 
termodynamiki: 

A. Pierwszej  

 

B. Zerowej  

 

C. Drugiej  

  

D. Trzeciej 

 
Rozwiązanie: 
Druga  zasada  termodynamiki  może  być  sformułowana  na  wiele  równoważnych  sposobów.  Wiele  z  nich  nie  wymaga 
odwoływania się do abstrakcyjnych pojęć, takich jak entropia, umożliwiając łatwiejsze zrozumienie fizycznej istoty tego prawa. 
Najszerzej  znane  alternatywne  sformułowania  pochodzą  od  Clausiusa:  "Ciepło  nie  może  samorzutnie  przepływać  od  ciała  o 
temperaturze  niższej  do  ciała  o  temperaturze  wyższej"  oraz  od  Lorda  Kelvina:  "Nie  jest  możliwy  proces,  którego  jedynym 
skutkiem byłoby pobranie pewnej ilości ciepła ze zbiornika i zamiana go w równoważną ilość pracy". (źródło – Wikipedia). 
 
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 15A 
Relatywistyczne prawo dodawania prędkości można wyrazić wzorem (- prędkość jednego układu względem drugiego): 

A. 

>

d

e

fg

hP

Dei

  

 

B.

 >

d

  >   j    

C.

>

d

Dei

e

fg

hP

  

 

D.

 >

d

Dei

e

hP

fg

 

Rozwiązanie: 
Transformacja  Lorentza  prowadzi  do  odpowiednich  praw  składania  prędkości  (innych  niż  dla  transformacji  Galileusza). 
Definiując 

7k

7F                                >l 

7kl

7Fl

 

 
Jeżeli  obserwator  S,  widzi  ciało  poruszające  się  wzdłuż  osi  x  z  prędkością  u,  obserwator  S'  porusza  się  względem  niego  z 
prędkością v w kierunku osi x, to prędkość u' tego ciała określona przez obserwatora S' wyniesie: 

>

d

>   j

1  >j

m



 

oraz przeciwnie: 

>l   j

1   >jl

m



 

 
Z tego prawa dodawania prędkości wynika, że gdy w jednym układzie ciało porusza się z prędkością u=c, to w drugim układzie 
poruszającym się z prędkością v ciało nadal poruszać się będzie z prędkością c. Jak wynika ze wzoru początkowego, dylatacja i 
kontrakcja muszą być równoczesne by wynikowy wzór był prawidłowy.(źródło – Wikipedia) 
 
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 16A 
Jeżeli w polu elektrycznym o różnicy potencjałów 100V przyspieszyć proton, deuteron (zjonizowany izotop wodoru 

W





) i 

cząstkę α, to ich pędy spełniają zależność: 

A. p

p

 > p

d

 > p

α

   

 B. p

p

 = p

d

 > p

α

   

 C. p

p

 < p

d

 < p

α

   

 D. p

p

 = p

d

 = p

α

 

 
Rozwiązanie niezbyt poprawne :P : 
Wzór na siłę działającą na cząstkę w polu elektrycznym oraz wzór na siłę to: 

?   M % n                 ?   5 % B                 B 

?

Mn

5

 

 

Przechodząc teraz z przyspieszeń do pędów łatwo możemy zobaczyć, iż pędy wszystkich trzech cząsteczek będą zależne nie od 
masy, lecz ładunku: 

background image

o   5 % >                 B 

>

o

5F                  o   5 % F % B

 

o

H

 5

H

% F % B

H

 5

H

% F %

Mn

H

5

H

 F % M % n

H

 

A więc pęd protonu i deuteronu są takie same (deuteron składa się z protonu i neutronu), natomiast pęd cząsteczki α będzie 
największy ze względu na obecność dwóch protonów. 
A teraz prawidłowe rozwiązanie (odpowiedź prosto od prowadzącego): 
Jeżeli mówimy, że cząstka jest w polu o różnicy potencjału V, to należy to skojarzyć z energia potencjalna (nie z siłą, nie jest to 
nam  potrzebne).  Jaką  będzie  miała  energię  potencjalną  cząstka  o  masie  m  i  ładunku  q  energię  w  takim  polu,  E  =  q  V  (stąd 

elektrono-volty)  -  nie  zależy  to  od  masy.  Ale  ta  energia  zostanie  zamieniona  na  energie  kinetyczna 

M

N

OD

P



  lub 

M

N

p

P

O

 

(używając pędu). Stąd łatwo porównać te dwie energie  

M

N

o



25   nq                 o



 2nq5 

gdzie V jest taka sama dla wszystkich cząstek. 
 
protonu         

m = m   

q = q  

p

2

=2qmV 

deuteronu 

m' = 2m 

q' = q 

p

2

=4qmV 

alfa 

m" = 4m 

q" = 2q 

p

2

=16qmV 

I dalej znajdziemy kwadraty pędów, a potem pędy. Tu chodzi o uszeregowanie tych pędów, a nie podanie dokładnych wartości. 
 
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 17A 
Aby układ dwóch dodatnich ładunków Q odległych od siebie o l był w równowadze, należy pośrodku łączącego je odcinka 
umieścić ładunek ujemny o wartości:

 

A. Q/2    

B. Q  

 

C. Q/8   

 D. Q/4

 

 
Rozwiązanie: 
Siła z jaką działają na siebie dwa ładunki Q odległe o l to: 

?

r

 A

s



8



 

Ta siła musi być zrównoważona przez ładunek przeciwny do Q w połowie odległości między ładunkami Q. Wyraża się to w 
następujący sposób: 

?

r

 ?

t

                 ?

t

 A

s % n

82



 A

s



8



 

s % n

82



s



8



                 n 

s

8



%

8



s

4

 

Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 18A 
W pobliżu prostoliniowego przewodnika, w którym płynie prąd elektryczny o stałym natężeniu umieszczono kwadratową 
ramkę w płaszczyźnie przewodnika. Ramka:

 

A. będzie przyciągana do przewodnika 
B. będzie odpychana od przewodnika 
C. żadna z odpowiedzi nie jest poprawna 
D. pozostanie w spoczynku 
 
Rozwiązanie: 
Pole elektryczne wywołane prądem o stałym natężeniu nie jest w stanie wytworzyć pola magnetycznego. Dlatego odpowiedź D 
jest odpowiedzią poprawną. 
 

background image

Odpowiedź. D

 

 
 
Zadanie 19A 
Związek pomiędzy prądem i napięciem na kondensatorze o pojemności można przedstawić jako: 

A. 


u

vw

vE

  

 

B.

 j   x

vw

vE

  

 

C.

 y   x

vi

vE

  

 

D.

 y 


u

vi

vE

 

Rozwiązanie: 
Kondensator ma na celu gromadzenie energii w postaci pola elektrycznego. Na płytkach kondensatora gromadzi się ładunek 
wytwarzając z czasem coraz większą różnicę napięcia przy stałym dopływie prądu. W przypadku, gdy U=const, natężenie na 
kondensatorze ma wartość i=0 (pochodna ze stałej). Dzięki temu pozwala nam to wywnioskować, iż w pochodnej powinno być 
zmienne napięcie pomnożone przez stałą C kondensatora: 

y   x

7j

7F                 j 

1

x z y 7F

 

Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 20A 
Długość fali elektromagnetycznej, dla której obserwuje się maksimum krzywej Plancka zmienia się o 0.2µm, gdy ciało zmienia 
temperaturę ze 100 do 200 K. Jakiej długości fali odpowiada maksimum rozkładu tego ciała w = 100 K ? 

A. 0.8μm 

 B. 0.2μm 

 C. 0.1μm 

 D. 0.4μm

 

 
Rozwiązanie: 

2 % T   m{|JF 

2



% T



 2



% T



 

T



 T



 0,2 

2



% T



 2



% T



 0,2 

T



2



2



% T



 0,2 

200

100 T



 0,2 

T



 2T



 0,4               T



 0,4 

Nie wiem, czy to jest poprawne rozwiązanie, ale jest taka odpowiedź do wyboru… :) 
Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 21A 
Przy odbiciu światła od granicy z ośrodkiem optycznie gęstszym 
A. Nie następuje zmiana fazy fali 
B. Następuje zmiana polaryzacji fali na przeciwną 
C. Następuje zmiana fazy fali na przeciwną 
D. Następuje zmiana polaryzacji fali na prostopadłą

 

 
Rozwiązanie: 
 „Okazuje się ponadto, że fala odbijając się od ośrodka optycznie gęstszego (o większym współczynniku załamania n) zmienia 
swoją fazę o π. Natomiast gdy odbicie zachodzi od powierzchni ośrodka rzadszego optycznie fala odbija się bez zmiany fazy. 
Oznacza to, że promień odbity od górnej powierzchni błonki zmienia fazę, a promień odbity od dolnej granicy nie.” 
 
Polaryzacja fali także może zajść w takiej sytuacji, ale tylko w szczególnych warunkach związanych z prawem Brewstera. 
  
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 22A 
W odległości 1m od soczewki skupiającej umieszczono przedmiot a w odległości 3m otrzymano jego obraz. Ogniskowa 
soczewki wynosi: 

A. 1.33m  

B. 4m    

C. 0.75m  

D. 2m

 

 

background image

Rozwiązanie: 
W tym zadaniu skorzystamy z wzoru dla cienkich soczewek: 

1

1

1

U                 U 

k~

k   ~ 

1 % 3

1   3 

3

4 5

 

Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 23A 
Całkowite wewnętrzne odbicie zachodzi: 
A. Na granicy dwóch ośrodków, od strony ośrodka optycznie rzadszego 
B. Przy odbiciu od zwierciadła sferycznego wklęsłego 
C. Na granicy dwóch ośrodków, od strony ośrodka optycznie gęstszego 
D. Przy odbiciu od dowolnego zwierciadła niepłaskiego

 

 
Rozwiązanie: 
„Całkowite wewnętrzne odbicie światła wysyłanego z punktowego źródła światła S umieszczonego w szkle zachodzi dla 
wszystkich kątów większych od kąta granicznego θ

gr

. Przy kącie granicznym promień załamany ślizga się po powierzchni 

granicznej szkło-powietrze.” 

|

Nł

sin  θ

…†‡ˆ‰Š‹ˆŒ

 |

pwŽEŽ

sin  90° 

 

θ

…†

 B‘m sin

|

p

|



 

 
Jak widać, całkowite wewnętrzne odbicie zachodzi tylko w przypadku przechodzenia światła z ośrodka gęstszego optycznie do 
ośrodka rzadszego (stosunek n

pow

 do n

sz

 nie może przekroczyć 1). 

 
Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 24A 
Zawartość izotopu promieniotwórczego w preparacie zmniejsza się 4-krotnie w ciągu 4 lat. Jego okres połowicznego rozpadu 
jest równy: 

A. 4 lata  

B. 2 lata  

C. rok    

D. pół roku

 

 
Rozwiązanie: 
Proces rozpadu ma charakter wykładniczy. Równanie rozpadu zawierające czas połowicznego rozpadu ma postać: 

N



N   2

E

“

               

F

2   log



9

N



N :

 

4

2   log



4   2              2   2 8BFB 

Odpowiedź. B 
 
 
Zadanie 25A 
Jak zmieni się ilość energii emitowanej przez rozgrzaną do 1000K monetę, jeżeli jej temperatura spadnie dwukrotnie ? 

A. Zmaleje 8 razy  

B. Zmaleje 16 razy  

C. Zmaleje 32 razy  

D. Zmaleje 2 razy 

 
Rozwiązanie: 
Wielkość R

λ

 oznacza ilość emitowanej energii. Z temperaturą ta wielkość jest powiązana następującym wzorem: 

[

–

 —2

˜

 

A więc stosując powyższy wzór otrzymujemy rozwiązanie, iż po zmniejszeniu temperatury dwukrotnie, ilość energii wydzielanej 
spada aż 16 razy. 

[

–

 —2

˜

               [

–

d

 —

2

2

˜

1

16 —2

˜

[

–

16

 

Odpowiedź. B 

 

background image

 
 

ZESTAW B (cc.pdf) 

Zadanie 1B 
Zadanie 1B ma takie samo rozwiązanie jak zadanie 1A. 
 
 
Zadanie 2B 
Dwa  pociągi  o  długościach  100m  każdy  jadą  naprzeciw  siebie  z  prędkościami  72km/h.  Jak  długo  będzie  trwać  mijanie  się 
pociągów (licząc czas od spotkania lokomotyw do rozstania ostatnich wagonów)? 

A. 2.0s   

B. 2.5s   

C. 1.5s   

 D. 1.0s 

Rozwiązanie: 
Oba pociągi jadą z prędkością 72 km/h(20 m/s) – jest to układ obserwowany przez obserwatora z boku. By rozwiązać zadanie 
musimy  ”wejść” do jednego z pociągów. Wtedy nasza prędkość w pociągu A względem pociągu B będzie dwukrotnie wyższa – 
2 * 72 km/h, czyli 144 km/h (144 000 m/h = 40 m/s). Pociąg B ma długość B

POCZĄTEK 

do B

KONIEC

 - |B

P

B

K

|=100 metrów. Długość tą 

pokonamy w czasie: 

s

t                F 

|

H



G

|

>

100 5

40 5J

 2,5 J 

Aczkolwiek należy zaznaczyć, iż odległość 100 metrów, od początku do końca pociągu B musi być jeszcze pokonana przez tylnią 
część pociągu A, co powoduje dwukrotne zwiększenie się czasu mijania. 

T   2t   2 % 2,5s   5 s 

 
Patrząc nieco inaczej, możemy wyobrazić sobie, iż pociąg A, w którym jesteśmy ma prędkość 0 km/h, natomiast pociąg B jedzie 
w naszym kierunku z prędkością równą naszej prędkości z treści zadania, plus prędkości pociągu B z treści zadania, czyli w 72 
plus  72  –  144  km/h.  Następnie  musimy  zauważyć,  iż  początek  pociągu  B  podczas  mijania  pokonuje  100  metrów,  oraz  jego 
koniec, od początku pociągu A do jego końca, również pokonuje dodatkowe 100 metrów, co daje w konsekwencji dystans 200 
metrowy pokonany z prędkością 144 km/h. W każdym razie polecam tematykę transformacji Galileusza. 
 
Niestety  odpowiedź  T=5  sekund  nie  należy  do zakresu  poprawnych  odpowiedzi.  Wynik z  zakresu  otrzymujemy  zakładając,  że 
pokonywany dystans nie wynosi 200, lecz 100 metrów i wtedy otrzymujemy t=2,5 sekundy. 
 
Jest jeszcze jedna moja „pociągowa” teoria, o której poprawności zadecydujcie sami… :P 
Otóż  pociąg  A  i  B  jedzie  z  prędkością  72  km/h  względem  jakiegoś  nieruchomego  punktu  w  przestrzeni.  Jeśli  zmienimy  punkt 
odniesienia na prędkość pociągów względem siebie, to otrzymujemy, że A względem B jedzie z V=2*72=144 km/h (i podobnie B 
względem A). Teraz robimy założenie, że pociąg A stoi w miejscu, a więc pociąg B musi jechać z prędkością V=2*144=288 km/h 
by zrekompensować statykę pociągu A. Dystans do przebycia to 200 metrów, a więc obliczony czas to 2,5 sekundy. 
 
Odpowiedź. B 
 
 
Zadanie 3B 
Zadanie 3B ma takie samo rozwiązanie jak zadanie 3A. 
 
 
Zadanie 4B 

Moment bezwładności kuli względem jej osi symetrii wyraża się wzorem 




mR



. Ile wynosi okres wahadła zbudowanego z 

kuli zawieszonej na nici o długości R

A. 

2/




 
1

    

B.

 2/




 
1

  

 

C.

 2/




1
 

 

 

D.

 2/




1
 

 

 
Rozwiązanie: 
Podobnie jak w zadaniu 4A - wzór opisujący okres drgań wahadła fizycznego to: 

2    2/3

4

567

 

background image

Wzór na bezwładność z twierdzenia Steinera:  

4   4



  57



2

5 mR



  57



 5 ¡

2

5 [



 [   [



¢   5 9

2

5 [



 4[



22

5 5[



 

Następnie  zamieniamy  d  we  wzorze  na  okres  drgań  na  odległość  osi  obrotu  od  środka  masy  kuli  i  podstawiamy  obliczony 
wcześniej moment bezwładności dla kuli zawieszonej na nici: 

2    2/3

4

56[   [   2/

;

22

5 5[



562[   2/3

22

5

[

26   2/3

22

10

[

6

 

Dzięki temu otrzymujemy, iż prawidłową odpowiedzią jest odpowiedź A. 
 
Jest  w  zadaniu  pewien  mały  element  mylący,  któremu  sam  uległem.  :P Gdybyśmy  obliczyli  zadanie z  twierdzenia  Steinera w 
następujący sposób: 

4   4



  5[



2

5 mR



  5[



7

5 5[



               2    2/3

4

56[    2/

;

7

5 5[



56[   2/3

7

5

[

6

 

to otrzymalibyśmy wynik dla kuli obracającej się wokół osi stycznej do niej, a nie zawieszonej na nici o długości R (przypadek 2 
na rysunku). Należy uważać przy rozwiązywaniu tego typu zadań, by nie mylić d, czyli odległości od osi obrotu od środka masy z 
R promieniem kuli we wzorze na I

0

 

Odpowiedź. A 
 
 
Zadanie 5B 
Praca NIE jest iloczynem 
A. Skalarnym wektora przesunięcia i wektora siły 
B. Wartości przesunięcia i wartości siły 
C. Wartości przesunięcia i rzutu siły na kierunek przesunięcia 
D. Wartości siły i rzutu przesunięcia na kierunek siły 
 
Rozwiązanie: 
Praca, w swojej najbardziej podstawowej formie, wyrażona jest za pomocą iloczynu skalarnego przesunięcia i wektora siły: 

L

$$$"   ?" · J" 

Po opuszczeniu wektorów otrzymujemy wzór: 

L   J % ? cos £ 

czyli mnożymy wartość przesunięcia i rzut siły na kierunek przesunięcia. 
Pomijając wektory, w najogólniejszej postaci, praca jest iloczynem siły i przesunięcia. 
Jedyną  błędną  odpowiedzią  wydaje  się  być  odpowiedź  D,  bowiem  to  nie  przesunięcie  wykonuje  pracę,  tylko  siła  na  pewnej 
drodze i w zależności od kąta jej przyłożenia, zmienia się wartość pracy – np. przykładając siłę pod kątem 90 stopni do drogi 
otrzymujemy zerową pracę, bowiem ciągnąc samochód za drzwi nie powodujemy jego poruszania się do przodu. :P 
 
 
Zadanie 6B 
Siłę tarcia dynamicznego opisujemy wzorem (– współczynnik tarcia, – siła nacisku): 

A. 

2   U · I    

B. 

2$"   U" = I$$"    

C. 

2   U"°I$$"    

D. 

2$"   U · |I$$"

 

 

background image

Rozwiązanie: 
Siła tarcia, to siła, która jest siłą wektorową, działającą równolegle do powierzchni, po której porusza się ciało. Dodatkowo, f 
nie jest wartością wektorową – jest skalarem, współczynnikiem, a więc nie możemy zapisywać go jako wektor. Kolejną ważną 
informacją jest to, w jakiej postaci interesuje nas siła nacisku N –N = mg cos θ, a więc w równaniu wystąpi iloczyn skalarny. 
Dzięki tym informacjom dochodzimy do konkluzji, iż prawidłową odpowiedzią jest odpowiedź D. 
 
Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 7B 
Jaką pracę należy wykonać, aby ciało o ciężarze 1kg podnieść na wysokość 1m? 

A. 9.81 [J]  

B. 1 [W]  

C. 1 [J]   

9.81 [W] 

Rozwiązanie: 
Siła z jaką jest przyciągany kilogramowy ciężar to: 

?

¤

 56   1A6 % 9,81

5

J



 9,81 I 

Praca jaką wykonamy podnosząc ciężar na wysokość jednego metra to: 

L   V % ? cos £   1 5 % 9,81 I % cos 0°   9,81 S 

Odpowiedź. A 
 
 
Zadanie 8B 
Zadanie 8B ma takie samo rozwiązanie jak zadanie 8A. 
 
 
Zadanie 9B 
W otwartej obustronnie rurze wytworzyła się fala stojąca. Wnioskujemy, że w rurze mieści się całkowita wielokrotność

 

A. Długości fali, nλ  
B. Połowy długości fali, nλ/
C. Połowy długości fali plus ćwierć długości, nλ/2 + λ/
D. Jednej czwartej długości fal nλ/
 
Rozwiązanie: 
Fala stojąca wytwarza się w przypadku interferencji dwóch fal o równych częstotliwościach i amplitudach ale rozchodzących się 
w  przeciwnych  kierunkach  na  przykład  +x  i 

x.  Z  taką  sytuacją  mamy  do  czynienia  na  przykład  gdy  fala  rozchodząca  się  w 

danym ośrodku (ciele) odbija się od granicy ośrodka (ciała) i nakłada się na falę padającą. Fale te można opisać równaniami: 

k



F   ¥Jy|Ak  <F 

k



F   ¥Jy|Ak   <F 

Falę wypadkową znajdujemy jako sumę tych fal składowych:

 

k   k



 k



 ¥Jy|Ak  <F   ¥Jy|Ak   <F   ¥2 Jy| 9

Ak  <F   Ak   <F

2

:m{J 9

Ak  <F  Ak  <F

2

: 

x   2A sinkx cosωt 

Zauważmy, że jest to równanie ruchu harmonicznego prostego postaci 

k   ¥l Jy|Ak z amplituda równą:

 

Al   2A sinkx 

Widzimy, że cząstki ośrodka drgają ruchem harmonicznym prostym ale w przeciwieństwie do fali bieżącej różne punkty ośrodka 
mają różną amplitudę drgań zależną od ich położenia x. Taką falę nazywamy falą stojącą. 
 
Reasumując, fala stojąca powstaje w przypadku interferencji dwóch fal rozchodzących się w przeciwnych kierunkach. Zmiana 
częstotliwości, stosunku amplitud lub przesunięcia względem siebie (różnica faz) nie powoduje zmiany charakteru fali – wciąż 
pozostaje ona falą stojącą.
 Fala stojąca, która wytwarza się w rurze opisana jest następującymi wzorami (l to długość rury): 
 

A. rura jednostronnie otwarta 

B. piszczałka obustronnie otwarta 

T

4

 

8   2|   1

–¨

˜

, gdzie n={1, 2, 3, 4,… n} 

|T

4

 

 

Odpowiedź. D 

background image

 
 
Zadanie 10B 
Równanie Bernoulli’ego opisujące ustalony przepływ nielepkiej nieściśliwej cieczy ma postać: 

A. 

o  ©V 

ªD

P



 m{|JF  

 

B.

 o   ©V 

ªD

P



 m{|JF  

 

 

C.

 o   ©V 

ªD

P



 m{|JF 

 

D.

o   ©V 

ªD

P



 m{|JF 

Rozwiązanie: 
W  równaniu  Bernoulli’ego  można  znaleźć  pewną  analogię  do  zasady  zachowania  energii,  którą  zapisujemy  w  następujący 
sposób: 

M

H

 M

G

 56V 

5>



2

 

Zamieniając masę na gęstość cieczy oraz dodając element ciśnienia, otrzymujemy właściwe równanie Bernoulli’ego: 

o   ©V 

©>



2   m{|JF

 

Odpowiedź. C 
 
 
Zadanie 11B 
Natężenie pola grawitacyjnego pomiędzy Ziemią i Księżycem w pewnym punkcie przyjmuje wartość 0. 
A. Energia potencjalna ciała umieszczonego w tym punkcie będzie maksymalna 
B. Ciało umieszczone w tym punkcie będzie w stanie nieważkości 
C. Potencjał w tym punkcie będzie równy 0 
D. Energia potencjalna ciała umieszczonego w tym punkcie będzie minimalna

 

 
Rozwiązanie: 
Odpowiedź A – jest najprawdopodobniej błędna - dowodem na to może być wyprowadzenie na wzór energii potencjalnej dla 
dużych  odległości  (zmiany  energii  grawitacyjnej  w  skali  porównywalnej  do  odległości  od  źródeł  grawitacji).  Za  poziom 
odniesienia  najwygodniej  przyjąć  wówczas  nieskończoność,  gdzie  siła  oddziaływania  wynosi  0.  Wiemy,  że  praca  to  zmiana 
energii potencjalnej: 

L   ∆M

H

 

Pracę możemy obliczyć licząc całkę na drodze od r do nieskończoności, wykonaną przez siłę grawitacji: 

L   z ?

\

$$$$" · 7J"

 

«

 z Y

Z5

‘



¬

 

7‘   YZ5 ¡

1

‘¢

[   YZ5 90 

1

[:   Y

Z5

[

 

M

H

 Y

Z5

[

 

Z  tego  możemy  wywnioskować,  iż  gdy  R  dąży  do  nieskończoności,  to  E

P

  jest  równe  0  (niejako  wyprowadzenie  to  podsuwa 

odpowiedź D jako odpowiedź prawidłową). 
 
Odpowiedź  B  -  definicja  nieważkości  mówi:  „Nieważkość  –  stan,  w  którym  na  ciało  działa  tylko  siła  grawitacji.  Poza  siłą 
grawitacji na ciało nie może działać wtedy żadna inna siła. Powoduje to, że będący w stanie nieważkości odnosi wrażenie, iż 
ciało  traci  swój  ciężar,  choć  jego  masa  nie  ulega  żadnym  zmianom.”  Dodatkowo  otrzymujemy  małą  adnotację  w  postaci  - 
„Wbrew rozpowszechnionym opiniom nieważkość nie jest stanem, w którym na ciało nie oddziałują siły grawitacji. Dowodem 
tego może być fakt, że w stacji kosmicznej mamy do czynienia ze stanem nieważkości chociaż siły grawitacyjnego przyciągania 
przez  Ziemię  są  tam  tylko  około  10%  mniejsze  niż  przy  jej  powierzchni.”  Z  jednej  strony  możemy  uznać,  iż  odpowiedź  jest 
błędna, bowiem nieważkość dotyczy obszarów, w których jeszcze mocno działają siły grawitacji. Z drugiej jednak strony, można 
uznać  odpowiedź  za  prawidłową,  ponieważ  jeśli  stan  nieważkości  uzyskujemy  już  na  orbicie,  to  w  obszarze  o  natężeniu 
grawitacji równym 0 tym bardziej otrzymamy nieważkość. :P 
 
Odpowiedź C – Z definicji, gdy R dąży do nieskończoności, to potencjał dąży do 0. 
Ogólnie zadanie pozostaje wciąż nierozwiązane. :P 
 
„wiec tak.w 11B dalabym B, ale powodow nie mam. tak na chlopski rozum wg mnie skoro natezenie w tym punkcie przyjmuje 
wartosc 0, czyli natezenie od ziemie i od ksiezyca sie rownowazy to i sily grawitacyjne sie zrownowaza czyli na cialo nie bedzizie 
dziala zadna sila, wiec sobie zawisnie.” Patysiak 

background image

 
Odpowiedź. brak 
 
 
Zadanie 12B 
Stała grawitacji = 6.67*10

11

 a jej jednostką w układzie SI jest: 

A. m

3

 kg

-1

 

s

-2

 

  

B. m

-3

 kg

1

 

s

2

 

  

C. m

-3

 kg

-1

 

s

2

 

  

D. m

3

 kg

1

 

s

-2

 

Rozwiązanie: 
Stała grawitacji G pojawia się we wzorze na oddziaływania między masami: 

?

\

 Y

Z5

[



 

Wzór na siłę to: 

?   5B 

Sumując, siła wyrażona jest w newtonach (N), czyli kg * m/s

2

. We wzorze na F

G

 mamy kg

2

 /m

2

. By uzyskać takie jednostki jak 

we wzorze na „zwykłą” siłę, musimy całość pomnożyć w następujący sposób: 

?

\

 Y

Z5

[



               Y 

[



Z5 ?

\

5





A6



 % ®A6 %

5

J



¯   

5



A6 % J



Dzięki temu otrzymujemy, iż prawidłowy wynik to m

3

 kg

-1

 

s

-2

 
Odpowiedź. A 
 
 
Zadanie 13B 
W pewnej przemianie gazowej ciepło pobrane przez gaz zostało w całości zamienione na pracę, wykonaną przez ten gaz. Jest 
to przemiana: 

A. Izotermiczna  

B. Izobaryczna    

C. Adiabatyczna  

D. Izochoryczna 

Rozwiązanie: 
By rozwiązać to zadanie, odniesiemy się do podstawowego wzoru, na którym bazują przemiany termodynamiczne – pierwsze 
prawo termodynamiki: 

∆°   ∆s  ∆L 

Z  treści  zadania  wnioskujemy,  iż  dQ  będzie  równe  dW,  więc  dU  musi  być  zerowe.  dU  opisane  jest  wzorem,  który  w  każdej 
przemianie jest poprawny: 

∆°    |[∆2   0 

Ponieważ R i n to niezerowe stałe, więc możemy wywnioskować, że ΔT stanowi element zerowy. By ΔT=0, temperatura musi 
być stała, a więc wiedząc, że T=const możemy stwierdzić, iż nasza przemiana jest izotermiczna. 
 
Odpowiedź. A 
 
Zadanie 14B 
Gaz zwiększył swoją temperaturę z 91 do 455

o

C. W wyniku tego v

2

A. zmniejszyła się 5 razy  

B. zmniejszyła się 2 razy  

 

C. zwiększyła się 5 razy   

D. zwiększyła się 2 razy

 

 
Rozwiązanie: 
O  ile  dobrze  myślę,  to  wciąż  jesteśmy  w  termodynamice…  :P  A  pytani  jesteśmy  o  zmianę  objętości  związaną  ze  zmianą 
temperatury gazu. Potrzebne obliczenia możemy przeprowadzić używając równania Clapeyron’a (równanie gazu doskonałego; 
zakładamy, że n=1 mol i p=1013 hPa): 

oq    |[2 

 

q



|[2



8,31 Sb % 91   273 b

101300 ±B

 0,02986 5



 

 

q



|[2



8,31 Sb % 455   273 b

101300 ±B

 0,05972 5



 

 

background image

q



q



0,05972

0,02986   2

 

A jednak źle myślałem i tu chodzi o wzór na temperaturę bezwzględną i średnią prędkość cząsteczek v

2   9

2

3A:

5>



2               

2



2



>





>





91   273

455   273   0,5            

455   273

91   273   2

 

Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 15B 
Ile wynosi energia spoczynkowa ciała o masie 5 kg? 

A. 4.5 *10

-17

 J    

B. 4.5 *10

17

 J    

C. 5 *10

17

 J 

 

D. 50 J 

Rozwiązanie: 
Energię spoczynkową liczymy z następującego wzoru (przybliżamy prędkość światła do 3*10

m/s): 

M



 5



m



 5A6 % 3 % 10

²

5

J 



 5A6 % 9 % 10

5



J



 4,5 % 10



S 

Odpowiedź. B 
 
Zadanie 16B 
Jeżeli  odległość  między  okładkami  naładowanego  i  odłączonego  od  źródła  kondensatora  powiększyć  trzy  razy,  to  natężenie 
pola elektrostatycznego między okładkami: 
A. Nie zmieni się  

B. Zmaleje 

√3 razy  

C. Wzrośnie 3 razy  
D. Zmaleje 3 razy

 

 

Rozwiązanie: 
Z prawa Gaussa wiemy, że w szczególnym przypadku pole elektryczne możemy policzyć z wzoru poniżej: 

n   ´



 

Dodatkowo potrzebujemy wzoru na różnicę potencjałów elektrycznych, czyli U: 

°   z M7J

e

 

 
Teraz  poczynimy  małe  założenie,  że  nasz  kondensator  jest  kondensatorem  płaskim,  którego  wzór  na  natężenie  pola 
elektrostatycznego wyprowadza się w następujący sposób: 

°   z M7J

e

 M z 7J

v



 M7 

Granica naszej całki to po prostu odległość między  okładkami kondensatora. W ten sposób otrzymaliśmy wzór, na podstawie 
którego  możemy  stwierdzić,  iż  natężenie  pola  zmaleje  trzykrotnie  w  przypadku  trzykrotnego  zwiększenia  odległości  między 
okładkami. 
 
Alternatywna odpowiedź to A – dlaczego? 
 
C zależy tylko od S/d (bo epsilon=const)... mamy q=CU, a po odłączeniu obwodu nie uzyskujemy dodatkowego ładunku, a więc 
q=const,  C  maleje,  więc  U  musi  wzrosnąć...  U  =  Ed,  więc  wzrost  d  jest  rekompensowany  przez  wzrost  U...  czyli  E=const  :D 
super... 

:P  

 
jednak  wydaje  mi  się  że  jest  błąd...  w  zasadzie  to  E  nie  powinno  się  zmienić,  bo  czemu?  oddaliliśmy  okładki,  a  nie 
powiększyliśmy je :) 
 
Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 17B 
Wewnątrz metalowej sfery o promieniu umieszczono dipol elektryczny o momencie dipolowym 

o" i całość umieszczono w 

zewnętrznym polu elektrostatycznym o natężeniu 

M$". Strumień pola przechodzący przez powierzchnię kul wynosi: 

background image

A. 4πR

2

 E  

B. 4πRpE  

C. 0  

D. 4πRpE + 4πR

2

 E

 

Rozwiązanie: 
„sory bylam na obiedzie... wiec chyba bym powiedziala to samo co i ty. czyli odp A... no bo gdyby pytali np o pole el wewnatrz 
to tak, to ten dipol by je zaklocal i byloby jakies tam inne ale to tez by chyba trzeba bylo znac pod jakim katem wzgledem siebie 
to jest itp nie? a tu pytaja o strumien pola przechodzacy przez powierzchnie, to nic w przyrodzie nie ginie i jaki wszedl taki 
wyjdzie chyba, tlyko w srodku sie tam dziwne rzeczy powinny dziac” 
 
Zadanie 18B 
Cząstka o ładunku porusza się po okręgu o promieniu w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B. Pęd tej cząstki 
jest równy: 

A. 

· 

t

    

B.

·t

 

  

 

C.

 

·t

 

 

D.

 n[ 

Rozwiązanie: 
Na cząstkę w polu magnetycznym B działa cały czas siła F

B

?

·

$$$$"   n>" = $" 

 
Ponieważ w ruchu po okręgu v i B są do siebie prostopadłe, więc sin 90

o

=1, więc z równania wynika, że na cząstkę działa siła o 

wartości qvB. Dodatkowo, z drugiej zasady dynamiki dla ruchu po okręgu wiemy, że: 

?   5

>



‘

 

Dzięki czemu otrzymujemy w konsekwencji wzór na prędkość oraz pęd (p=mv): 

n>   5

>



‘                 

n‘

5   >                 o   5>   5 %

n‘

5   n‘

 

Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 19B 
Zadanie 19B ma takie samo rozwiązanie jak zadanie 19A. 

 

 
Zadanie 20B 

Wektor 

M fali elektromagnetycznej wynosi M   0; 0; M

O

cosAk  <F. Z równania Maxwell’a ¸ = M   

¹·

¹E

 określ wektor 

: 

A. 

   0; M

O

N

º

cosAk  <F ; 0  

B. 

   0; 0; M

O

N

º

cosAk  <F 

C. 

   0; M

O

N

º

sinAk  <F; 0  

D. 

   M

O

N

º

cosAk  <F ;  0; 0 

 
Rozwiązanie: 
By rozwiązać zadanie, musimy policzyć rotację wektora E: 

¸ = M   »»

y

¼

A

0

0 M



½

½k

½

½~

½

½X

»»   y %

½

½X 0   A %

½

½~ 0   ¼ %

½

½k M



  A %

½

½k 0  y %

½

½~ M



  ¼ %

½

½X 0

 

¸ = M   ¼

½

½k M



  y

½

½~ M



 

½

½k M



½

½k M

O

cosAk  <F   AM

O

sinAk  <F 

½

½~ M



½

½~ M

O

cosAk  <F   0 

 

¸ = M   0; AM

O

sinAk  <F ; 0 

 

W zasadzie, w tym momencie moglibyśmy już zakończyć nasze obliczenia, z których wynika, iż poprawną odpowiedzią musi być 
ta, która posiada składową pola magnetycznego we współrzędnej y’kowej oraz całkę z sin, czyli cos, aczkolwiek wyprowadzimy 
odpowiedź do końca. 
 

background image

Często w tym miejscu powstaje pytanie dlaczego dE/dy ma wartość 0 – odpowiedź jest następująca – pochodną liczymy po dy, 
którego  nie  ma  w  naszym  wzorze  na  pole  elektryczne  E.  Z  powodu  tego  braku,  E  jest  traktowane  jako  stała,  a  pochodna  ze 
stałej to właśnie zero. Kolejnym krokiem jest podstawienie wyniku rotacji do wzoru łączącego zależność pola elektrycznego E z 
polem magnetycznym B. W celu obliczenia propagacji pola magnetycznego, będziemy musieli całkować obie strony równania. 

¸ = M   

½

½F   0; AM

O

sinAk  <F ; 0 

 

½



 AM

O

sinAk  <F ½F 

 





 z AM

O

sinAk  <F½F   M

O

A

< cosAk  <F

 

   0; M

O

A

< cosAk  <F ; 0

 

Całka z sinusa to –cosinus, natomiast całka z funkcji wewnętrznej sinusa po dt daje –ω, dlatego też nie ma minusa w 
ostatecznym wyniku przedstawiającym przebieg B.W konsekwencji otrzymujemy pełne rozwiązanie z precyzyjną odpowiedzią. 
 
Odpowiedź. A 
 
 
Zadanie 21B 
Pod jakim kątem (względem kierunku wiązki) obserwujemy pierwszy prążek dyfrakcyjny po przejściu światła lasera (λ=600nm) 
przez siatkę dyfrakcyjną mającą 1000 rys na mm?

 

A. około 43

o

  

 

B. około 47

 o

  

 

C. około 33

 o

  

 

D. około 37

 o

 

Rozwiązanie: 
Głównym wzorem dla maksimów siatki dyfrakcyjnej jest: 

7 sin £   5T 

Gdzie m=1, λ=600nm (600*10

-9

m=6*10

-7

m) oraz gęstość rys to 1000/mm (czyli odległość między rysami to 10

-6

metra). 

£   B‘m sin9

5T

7 :   B‘m sin ¾

6 % 10

¶

10

¶³

¿   B‘m sin0,6   36,87° 

Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 22B 
Przy pomocy zwierciadła o ogniskowej 12cm uzyskano obraz pozorny powiększony 3 razy. Odległość przedmiotu od 
zwierciadła jest równa: 

A. 20cm  

B. 16cm  

C. 4cm   

D. 8cm

 

 
Rozwiązanie: 
Powiększenie obrazu w zwierciadle definiujemy: 

±   

~

k               k   

~

±

 

 
Z wzoru na ogniskową cienkich soczewek otrzymujemy: 

1

1

1

U              

1

1

U 

1

k

 

 

k   

~

±             

1

k   ± %

1

~   ± 9

1

U 

1

k:   ± 9

k  U

Uk :

 

1

k   ± 9

k  U

Uk :              U   ±k  U           k    U 

U

±   12 

12

3   8 m5

 

Po  niesamowitych  przekształceniach,  pomocy  Bartosza  M.  i  użyciu  akademickiego  aparatu  matematycznego  otrzymujemy 
odpowiedź D. EMEJZIN! O _ o 
 
Odpowiedź. D 
 
 

background image

Zadanie 23B 
Jeżeli przedmiot umieścimy w odległości 2m od soczewki o ogniskowej 75cm to otrzymamy ostry obraz w odległości 

A. 1.5m  

B. 0.8m  

C. 0.5m  

D. 1.2m

 

 
Rozwiązanie: 
Zadanie rozwiążemy podobnie jak zadanie 22A i 22B z użyciem poniższego wzoru: 

1

1

1

U              

1

1

U 

1

k               ~ 

Uk

k  U 

0,75 % 2

2  0,75   1,2 5

 

Odpowiedź. D 
 
 
Zadanie 24B 
Produktem reakcji 



`

À

Á Â   Ã będzie 

A. 

Ã

`¶

À¶˜

  

B. 

Ã

`¶

À

  

C. 

Ã

`e

À

  

D. 

Ã

`¶˜

˦

 

Rozwiązanie: 
Cząsteczka  α  to  inaczej  jądro  helu 



˜

,  a  więc  podczas  rozpadu  promieniotwórczego,  prowadzącego  do  powstania  takiej 

cząstki,  z  atomu  X  powstanie  atom  Y,  którego  liczba  masowa  A  będzie  o  4  mniejsza  od  liczby  masowej  atomu  X  (A-4)  oraz 
analogicznie w sytuacji liczby atomowej Z (ilość protonów w Y będzie o Z-2 mniejsza w porównaniu z atomem X). 
 
Odpowiedź. A 
 
 
Zadanie 25B 
Stała Plancka wynosi:

 

A. 6.62 * 10

+34

 [eV s

1

]    

B. 6.62 * 10

34

 [J s]  

 

C. 6.62 * 10

34

 [eV s

1

]    

D. 6.62 * 10

+34

 [J s] 

 
Rozwiązanie: 
Stałą Plancka sobie można wyprowadzić z użyciem kalkulatora posiadającego funkcje stałych fizycznych i matematycznych. 
h = 6.6262·10

−34

 J·s – pewne odpowiedzi można wyeliminować na drodze znajomości odpowiednich wzorów, np. E=hν. 

M   VÅ                 Å 

1

2   ¡

1

J¢   WX                 V 

M

Å 

S

WX   S % J

 

 
Wzór ten eliminuje odpowiedzi A oraz C. Oczywiście nie wolno zapominać o następującej zależności: 

1Äq   1Ä % 1q Æ 1,602 % 10

¶Ç

 S 

1S Æ 6,24 % 10

Äq 

 
Odpowiedź. B  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Taka  mała  adnotacja  na  koniec,  odnośnie  wyglądu  samego  egzaminu.  Pierwsza  część  wygląda  tak  jak  powyżej  – 
przygotowanych było sporo grup z różnymi pytaniami. Część zadań pokrywała się, aczkolwiek, jeśli miało się pecha, to było 
tego niezwykle mało, np. jedno lub dwa na 25.  
 
Wśród  zadań  pojawiły  się  pytania  o  hallotron  oraz  proste  zadania  obliczeniowe  i  teoretyczne  (np.  obracając  się  z 
wyciągniętymi  rękami,  w  momencie  przybliżenia  rąk  do  siebie…  i  tutaj  ABCD  w  postaci  przykładowo  –  „zmniejszamy 
moment bezwładności”). 
 
Druga część egzaminu wyglądała następująco – otrzymujemy kilka kartek A4 z napisanymi 5 numerami. Każdy z numerów 
na kartce dotyczył innego zestawu pytań – pierwszy numer do pierwszego zestawu, drugi do drugiego, etc. By część druga 
była oceniana należało zaliczyć uprzednio część pierwszą. W części drugiej wystarczyło napisać coś na temat o wszystkich z 
pięciu podanych zagadnień. Żadnych wielkich referatów oraz „lania wody”. Krótko, konkretnie i na temat. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

W przypadku błędów w notatce lub pytań i sugestii, proszę kontaktować się z autorem.  

Grupa II laboratorium IV. 

Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej. 

mail – michalgasior89@gmail.com 

www - http://student.agh.edu.pl/~bonesaaa/ 

Pozdrawiam, 

Mike (BNS).