Zasady dynamiki Newtona
Pęd i zderzenia
W drugim tygodniu, zgodnie z planem 🙂 , powtarzamy materiał z zakresu dynamiki punktu materialnego z uwzględnieniem pojęcia pędu.
Podstawa programowa
Co trzeba wiedzieć, rozumieć i umieć?
Szczegółowe wymagania egzaminacyjne
Zdający:
(GIM) podaje przykłady sił i rozpoznaje je w różnych sytuacjach praktycznych;
(GIM) opisuje zachowanie się ciał na podstawie pierwszej zasady dynamiki Newtona;
(GIM) opisuje zachowanie się ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona;
(GIM) stosuje do obliczeń związek między masą ciała, przyspieszeniem i siłą;
(GIM) posługuje się pojęciem siły ciężkości;
(GIM) opisuje wzajemne oddziaływanie ciał, posługując się trzecią zasadą dynamiki Newtona;
(GIM) wyjaśnia zasadę działania dźwigni dwustronnej, bloku nieruchomego, kołowrotu;
(GIM) opisuje wpływ oporów ruchu na poruszające się ciała.
(LO) opisuje swobodny ruch ciał, wykorzystując pierwszą zasadę dynamiki Newtona;
(LO) wyjaśnia ruch ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona;
(LO) stosuje trzecią zasadę dynamiki Newtona do opisu zachowania się ciał;
(LO) wykorzystuje zasadę zachowania pędu do obliczania prędkości ciał podczas zderzeń niesprężystych i zjawiska odrzutu;
(LO) posługuje się pojęciem siły tarcia do wyjaśniania ruchu ciał;
(LO) składa i rozkłada siły działające wzdłuż prostych nierównoległych;
Równania
Jakie równania związane z tą tematyką znajdziemy w karcie wzorów maturalnych?
Ponownie bardzo skromnie… 🙂 Podobnie jak w przypadku kinematyki, również i w tym materiale problem stanowi nie strona algebraiczna, ale raczej rozumienie samego zagadnienia i umiejętność jego poprawnej analizy. Oczywiście konieczna jest również znajomość znaczenia poszczególnych symboli wielkości fizycznych i ich jednostek.
Zestaw zadań
Zadanie 1
Pewne ciało poruszało się ze stałą szybkością 50 kmh-1. W pewnym momencie zaczęła działać na nie dodatkowa siła o wartości 40N. Kierunek i zwrot siły był zgodny z kierunkiem i zwrotem prędkości początkowej. Oblicz masę tego ciała, wiedząc, że opisywana siła działała przez 10 sekund i w czasie jej działania ciało pokonało drogę 200 metrów.
Zadanie 2
Wagon o masie 10 ton odczepił się od poruszającego się składu pociągu
i przebywając jeszcze drogę 20 m ruchem jednostajnie opóźnionym, zatrzymał się po upływie 20 s. Oblicz wartość siły tarcia, efektywny współczynnik tarcia oraz początkową szybkość wagonu.
Zadanie 3
Wykres przedstawia zależność szybkości ciała o masie 12 kg od czasu. Oblicz wartość siły wypadkowej działającej na to ciało.
Zadanie 4
Wykres przedstawia zależność drogi pokonanej przez ciało o masie 10 kg od czasu. Oblicz wartość siły wypadkowej działającej na to ciało. Przyjmij, że szybkość początkowa tego ciała wynosiła zero.
Zadanie 5
Na równi pochyłej, nachylonej do poziomu pod kątem 30o, znajduje się ciało o masie 3 kg. Współczynnik tarcia kinetycznego pomiędzy ciałem a powierzchnią równi wynosi 0.1.
W rozwiązaniu przyjmij, że przyspieszenie ziemskie ma wartość 9.8 ms-2.
a. Narysuj wszystkie siły (i ich składowe prostopadłe i równoległe do równi) działające na to ciało. Zachowaj proporcje wektorów.
b. Wykaż, że przyspieszenie, z jakim porusza się to ciało wynosi około 4.05 ms-2
c. Oblicz prędkość, jaką uzyska to ciało na drodze 2 m. Przyjmij, że początkowo było nieruchome. Wynik zapisz z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.
Zadanie 6
Rysunek przedstawia układ dwóch ciał połączonych nieważką i nierozciągliwą nicią. Współczynnik tarcia kinetycznego pomiędzy zsuwającym się ciałem a powierzchnią równi wynosi w tym przypadku 0.1. Masa m1 = 1 kg, m2 = 3 kg.
Kąt nachylenia równi względem kierunku poziomego ma wartość 30o.
a. Narysuj wszystkie siły (i ich składowe prostopadłe i równoległe do powierzchni równi) działające na oba ciała. Zachowaj proporcje wektorów.
b. Oblicz przyspieszenie tego układu oraz naprężenie nici. Przyjmij, że wpływ użytego bloczka jest pomijalnie mały.
Zadanie 7
W tylną ścianę wózka o masie 100 g poruszającego się z prędkością 3 ms-1, użytego w szkolnym doświadczeniu, uderzyła kulka plasteliny o masie 20 gramów i prędkości 4 ms-1 i przykleiła się.
Oceń poprawność poniższych zdań.
Zadanie 8
Kula karabinowa o masie 30 g i poziomej prędkości o wartości 600 ms-1 uderza w leżący na poziomej powierzchni nieruchomy drewniany blok o masie 5 kg, przebija go i porusza się dalej z szybkością vx. Oblicz wartość tej szybkości wiedząc, że w wyniku zderzenia blok zaczął poruszać się z szybkością 0.5 ms-1.
Zadanie 9
Mała stalowa kulka o masie 10 g uderzyła w stalową płytę pod kątem 60 stopni względem powierzchni płyty. Zakładając, że zderzenie było doskonale sprężyste, oblicz średnią siłę F, która działa na kulkę w trakcie zderzenia, jeżeli jej początkowa szybkość wynosiła 10 ms-1, a czas trwania zderzenia 1 ms. Przyjmij, że kulka jest punktem materialnym. Wynik zapisz z dokładnością do trzech cyfr znaczących.
Zadanie 10
Wykres przedstawia zależność pędu pewnego ciała od czasu. Na podstawie danych odczytanych z tego wykresu, oblicz wartość siły wypadkowej działającej na opisywane ciało.
Zadanie 11
Wykres przedstawia przybliżoną zależność siły, wywieranej podczas zderzenia sprężystej piłki ze ścianą.
Oblicz całkowitą zmianę pędu, jakiej doznała ta piłka w trakcie zderzenia. Wynik zapisz z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.
Zadanie 12
Arkusz egzaminu maturalnego z fizyki CKE – maj 2020 – poziom podstawowy.
Zadanie 13
Arkusz egzaminu maturalnego z fizyki CKE – maj 2018 – poziom rozszerzony.
Zadanie 14
Arkusz egzaminu maturalnego z fizyki i astronomii CKE – maj 2020 – poziom podstawowy.
Zadanie 15
Arkusz egzaminu maturalnego z fizyki i astronomii CKE – maj 2014 – poziom rozszerzony.
Zadanie 16
Arkusz egzaminu maturalnego z fizyki CKE – maj 2020 – poziom rozszerzony.
Odpowiedzi do zadań
Zadanie 1
32.7 kg
Zadanie 2
1 kN, 0.01, 2 ms-1
Zadanie 3
30 N
Zadanie 4
70 N
Zadanie 5
a.
c. 4.02 ms-1
Zadanie 6
a.
b. 8.36 ms-2, 4.32 N
Zadanie 7
1P, 2P, 3P, 4F
Zadanie 8
517 ms-1
Zadanie 9
17.3 N
Zadanie 10
-1.2 N
Zadanie 11
62 kgms-1
Zadanie 12
Zadanie 13
Zadanie 14
Zadanie 15
Zadanie 16
Fizyka Okiem Praktyka 
Musisz się zalogować aby dodać komentarz.