ZADANIA Z FIZYKI

NA EGZAMIN WSTĘPNY DLA KANDYDATÓW NA STUDIA DZIENNE MAGISTERSKE

W POLITECHNICE POZNAŃSKIEJ W ROKU AKADEMICKIM 2000/2001 ( ZESTAW 2)

1. Na szalce wagi sprężynowej umieszczonej w windzie położono ciało o masie m = 0,1 kg.

Jakie będą wskazania wagi ( F = ?), gdy winda: (a) pozostaje w spoczynku ( v = 0 m/s), (b)

porusza się w górę ze stałą prędkością v = 10 m/s, (c) porusza się w górę ze stałym

przyspieszeniem α = 10 m/s2, (d) porusza się w dół ze stałym przyspieszeniem

α = 10 m/s2. Przyjąć g = 10 m/s.

2. Na wózek o masie m1 = 20 kg poruszający się po poziomym torze z prędkością v1 = 5

m/s położono cegłę o masie m2 = 5 kg, będącą uprzednio w spoczynku. Obliczyć zmianę

energii kinetycznej układu wózek-cegła. Pominąć energię rozproszoną do otoczenia.

3. Dwie

okrągłe tarcze osadzone na wspólnej osi w odległości wzajemnej d = 10 m, wirują

razem

z prędkością kątową ω = 10 rd/s. Pocisk lecący równolegle do osi z prędkością

v = 200 m/s przebija obydwie tarcze bez utraty prędkości. Obliczyć, o jaki kąt jest

przesunięty otwór od pocisku w drugiej tarczy w stosunku do otworu w tarczy pierwszej.

4. Na powierzchni kulistej planety o promieniu R = 1⋅106 m przyspieszenie grawitacyjne wynosi

gp = 1,1 m/s2. Obliczyć prędkość poziomą, z jaką musi się poruszać statek kosmiczny, aby

mógł krążyć po orbicie kołowej położonej na wysokości h = 1⋅105 m nad powierzchnią tej

planety.

5. Obliczyć głębokość, na jaką należy zanurzyć piłkę o objętości V = 1⋅10-3 m3 i masie

m = 0,5 kg, aby po jej uwolnieniu wyskoczyła na wysokość h = 0,5 m ponad poziom

wody. Przyjąć gęstość wody ρ = 1 g/cm3. Pominąć ciepło wydzielone podczas ruchu.

6. Płaski kondensator o pojemności C = 1 µF, wypełniony dielektrykiem o stałej dielektrycznej

ε = 11, naładowano ładunkiem q = 1⋅10-4 C, a następnie odłączono od źródła napięcia.

Jaką pracę należy wykonać, aby wyciągnąć dielektryk z całego obszaru pomiędzy okładkami?

7. Kuchenka elektryczna ze spiralą dostosowaną do napięcia U1 = 220 V pobiera moc

P = 1,5 kW. Ile razy mniejszy opór musi posiadać spirala, aby kuchenka pobierała tę samą

moc przy napięciu U2 = 110 V?

8. Obwód

kołowy, utworzony z drutu o oporze R = 1 Ω, umieszczono w prostopadłym do jego

płaszczyzny, zmiennym w czasie polu magnetycznym (dB/dt = 1 T/s). Obliczyć natężenie

indukowanego prądu płynącego w drucie, jeżeli powierzchnia obwodu wynosi S = 1 m2.

9. Elektron

krąży po okręgu w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B = 1 T,

prostopadłym do płaszczyzny toru. Obliczyć promień tego okręgu, jeżeli poruszający się

elektron posiada pęd p = 1,6⋅10-19 kg⋅m/s. Ładunek elektronu e = 1,6⋅10-19 C.

10. Katodę fotokomórki oświetlono światłem o długości fali λ = 6,62 10-7 m. Obliczyć pracę

wyjścia elektronu z powierzchni metalu, jeżeli padające promieniowanie wyzwala elektrony o

prędkości maksymalnej v = 2⋅105 m/s. Masa elektronu m = 9,1⋅10-31 kg;

stała Plancka h = 6.62⋅10-34 J⋅s; prędkość światła c = 3⋅108 m/s.

Czas na rozwiązanie zadań 90 minut

Rozwiązania poszczególnych zadań będą oceniane w skali 0 –2 punktów

(maksymalna łączna liczba punktów – 20)

- 1 -