Ruch drgający I falowy rozszerzony




Pobierz 76.98 Kb.
NazwaRuch drgający I falowy rozszerzony
Data konwersji15.10.2012
Rozmiar76.98 Kb.
TypDokumentacja

Ruch drgający i falowy rozszerzony


Zadanie 25. (wahadło)

Uczniowie podczas lekcji wyznaczali masę Ziemi, wykorzystując wahadło

matematyczne. Do dyspozycji uczniów przygotowano następujące przyrządy: nici,

obciążniki o małych rozmiarach, stoper, przymiar, haczyk przymocowany do sufitu

sali. Uczniowie zapisali wyniki swoich pomiarów i obliczeń w tabelce:



Zadanie 25.1. (4 pkt)

Korzystając z wielkości mierzonych w doświadczeniu, przedstaw sposób obliczenia

masy Ziemi oraz sprawdź jednostkę obliczonej masy.

Zadanie 25.2. (4 pkt)

Zapisz w punktach czynności wykonywane przez uczniów podczas doświadczenia.



Zadanie 25.4. (2 pkt)

Przeanalizuj i uzasadnij, czy masa wybranego obciążnika i jego rozmiary oraz długość

nici mogą mieć wpływ na otrzymane wyniki.

Zadanie 26. Wahadła (10 pkt)

Metalową kulkę o masie 0,1 kg zawieszono na nici o pewnej długości i wychylono

z położenia równowagi. Zależność wychylenia kulki x od czasu t możemy opisać wzorem:



(Wartości liczbowe wielkości fizycznych, wyrażono w jednostkach układu SI).

26.1 (3 pkt)

Podaj i zapisz wartość amplitudy i fazy początkowej oraz oblicz okres drgań tego wahadła.

1. amplituda (1 pkt)

2. faza początkowa (1 pkt)

3. okres drgań (1 pkt)

26.2 (2 pkt)

Wykaż, że jeżeli okres wahań wahadła matematycznego jest równy 2 s, to jego długość

wynosi około 1 m. Przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego wynosi 10 m/s2.


Tę samą metalową kulkę zawieszono na sprężynie i wprawiono w drgania. Okres drgań kulki

był równy 2 s.

26.3 (2 pkt) Oblicz współczynnik sprężystości sprężyny (masę sprężyny pomiń).

Obserwując dzieci huśtające się na huśtawce można zauważyć,

że amplituda wahań w miarę upływu czasu stopniowo maleje.

26.4 (3 pkt)

Napisz, jakie trzy warunki należy spełnić, aby amplituda wahań

huśtawki była stała. Przyjmij, że okres wahań wynosi 4 s.

Zadanie 29. Obwód elektryczny (9 pkt)

Obwód drgający, będący częścią odbiornika fal elektromagnetycznych, przedstawiono na

rysunku. Obwód ten zawiera kondensator o pojemności 10 µF i zwojnicę.



Gdy na okładkę kondensatora doprowadzono ładunek q0 = 200 µC, w obwodzie pojawiły się

drgania elektromagnetyczne opisane wzorem



o okresie równym 12,56·10-6 s. Opory rzeczywiste w tym obwodzie są tak małe, że je

pomijamy.

29.1 (3 pkt)

Opisz odpowiednim wzorem zależność napięcia na okładkach kondensatora od czasu. Pewne

wielkości w tym wzorze nie zależą od czasu. Oblicz ich wartości. Przyjmij π = 3,14.

29.2 (2 pkt)

Opisz krótko proces przemian energii podczas drgań elektromagnetycznych w tym obwodzie.

29.3 (2 pkt)

Zapisz, jak zmieniłaby się długość odbieranych fal elektromagnetycznych przez odbiornik,

gdyby do kondensatora wsunięto dielektryk o stałej dielektrycznej εr . Odpowiedź uzasadnij.

29.4 (2 pkt)

Obwód drgający II. znajdujący się w stacji nadawczej (rys.) zawiera dwa kondensatory

o takiej samej pojemności, jak kondensator rozważanym w zadaniu w obwodzie I. oraz

zwojnicę o dwukrotnie mniejszej indukcyjności.



Zapisz, czy odbiornik fal elektromagnetycznych, w którym znajduje się obwód I. będzie

w rezonansie z nadajnikiem zawierającym obwód II.? Uzasadnij swoją odpowiedź.

Zadanie 3. Wózek (12 pkt)

Wózek z nadajnikiem fal ultradźwiękowych, spoczywający w chwili t = 0, zaczyna oddalać

się od nieruchomego odbiornika ruchem jednostajnie przyspieszonym.



3.1 (2 pkt)

Napisz, jakim ruchem i w którą stronę powinien poruszać się nieinercjalny układ odniesienia,

aby opisywany w tym układzie wózek pozostawał w spoczynku.

3.2 (3 pkt)

W tabeli przedstawiono wyniki pomiarów częstotliwości odbieranej przez odbiornik,

położenia oraz wartości prędkości dla poruszającego się wózka, dokonanych za pomocą

automatycznego układu pomiarowego. Przyjmij, że wartość prędkości ultradźwięków

w powietrzu wynosi 330 m/s.



Uzupełnij tabelę, wykonując niezbędne obliczenia.

3.3 (3 pkt)

Narysuj wykres zależności u2 źr od 2x, obliczając i uzupełniając brakujące wartości w tabeli.



3.4 (2 pkt)

Wyprowadź zależność matematyczną pozwalającą obliczyć wartość przyspieszenia wózka.

Przyjmij, że dane są tylko położenie x i prędkość uźr wózka.

3.5 (2 pkt)

Oblicz wartość przyspieszenia wózka.























Zadanie 1. Wahadło Foucaulta (12 pkt)

Wahadło Foucaulta to wahadło, które ma możliwość drgań w dowolnej płaszczyźnie

pionowej. Nazwa wahadła upamiętnia jego wynalazcę, Jeana Bernarda Léona Foucaulta,

który 8 stycznia 1851 roku zawiesił ciężarek o masie 28 kilogramów na linie o długości 67 m

w Panteonie w Paryżu. Obserwując poruszające się wahadło, zauważył, że płaszczyzna drgań

wahadła obracała się względem osi prostopadłej do powierzchni Ziemi.

Dokładna analiza zjawiska pozwala na wyrażenie wartości prędkości kątowej, z jaką obraca

się płaszczyzna drgań wzorem (1): gdzie:



Gdy amplituda drgań jest znacznie mniejsza od długości wahadła wzór ten przyjmuje

postać (2):



Aby zaobserwować zmianę płaszczyzny drgań, wymagany jest długi czas drgań (co najmniej

kilka godzin). Wskazana jest również duża masa ciężarka. Wahadło działające na University

of Colorado w USA ma długość 40 m i masę ciężarka 300 kg.



Zadanie 1.1 (2 pkt)

Oblicz okres drgań wahadła zbudowanego przez Foucaulta, stosując przybliżenie wahadła

matematycznego. Przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego równą 10 m/s2.

Zadanie 1.2 (3 pkt)

Oszacuj względną różnicę (Δω/ω), jaką uzyskamy, obliczając wartość prędkości kątowej

dla wahadła zbudowanego przez Foucaulta z uproszczonej zależności (2) zamiast

z zależności (1). Przyjmij, że amplituda drgań wahadła jest stała i wynosi 4 m.

Zadanie 1.3 (5 pkt)

Naszkicuj wykres ilustrujący zależność okresu obrotu płaszczyzny drgań wahadła Foucaulta

(T obr, w godzinach) od szerokości geograficznej (φ). W tym celu dokonaj odpowiednich

obliczeń. Wyniki wpisz do tabeli.

Przyjmij, że amplituda drgań wahadła jest znacznie mniejsza od długości wahadła,

oraz, że okres obrotu Ziemi wokół własnej osi wynosi 24 h.



Zadanie 1.4 (2 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego dla długotrwałego działania wahadła konieczna jest duża długość wahadła

i duża masa ciężarka.

Dodaj dokument na swoim blogu lub stronie

Powiązany:

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconRuch drgający I falowy Ruch drgający prosty

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconRuch drgający prosty jest ruchem najczęściej spotykanym w przyrodzie. Przykładami takiego ruchu są: ruch struny instrumentu, ruch ciężarka zawieszonego na

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconRuch drgający prosty jest ruchem najczęściej spotykanym w przyrodzie. Przykładami takiego ruchu są: ruch struny instrumentu, ruch ciężarka zawieszonego na

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconIi ruch drgająCY

Ruch drgający I falowy rozszerzony icon13. Ruch drgający

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconPowtórzenie ruch drgający I fale spręŻyste

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconFale I akustyka wielkości opisujące ruch drgający to

Ruch drgający I falowy rozszerzony icon11. Ruch drgający I fale mechaniczne – zadania z arkusza I

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconCieczy: ●ruch ustalony w czasie ruchu utrzymane są stałe parametry ●ruch zmienny zmieniają się prędkość, kierunek, natężenie przepływu ●ruch burzliwy następują

Ruch drgający I falowy rozszerzony iconCieczy: ●ruch ustalony w czasie ruchu utrzymane są stałe parametry ●ruch zmienny zmieniają się prędkość, kierunek, natężenie przepływu ●ruch burzliwy następują

Umieść przycisk na swojej stronie:
Rozprawki


Baza danych jest chroniona prawami autorskimi ©pldocs.org 2014
stosuje się do zarządzania
Rozprawki
Dom