zbipor zadan -fizyka -gimnazjum.pdf

(1962 KB) Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
Zbiór zadań z fizyki
(dla gimnazjalistów i nie tylko)
Autor: mgr inż. Roman Paszkowski
Piaseczno 2008
1
Zbiór zadań z fizyki.
Autor: mgr inż. Roman Paszkowski
Wszelkie prawa zastrzeżone
.
( to opracowanie będzie uzupełniane i poprawiane )
Wstęp.
W fizyce mamy wiele wielkości fizycznych. Te, które są związane z kierunkiem
i zwrotem działania, nazywamy wielkościami wektorowymi np: prędkość, siła,
przyspieszenie, oraz niezwiązane z kierunkiem działania, tak zwane skalarne : praca, moc,
masa, gęstość.
Dlatego w fizyce, rozwiązując zadania tekstowe należy zawsze zilustrować treść zadania,
(rysunek nie musi być dziełem artystycznym) narysować kierunkową, lub układ
współrzędnych, zaznaczyć wszystkie dane z treści zadania, a także szukane wielkości ze
znakiem zapytania. Dzięki osi kierunkowej lub układowi współrzędnych, zawsze będziemy
wiedzieli, czy dana wielkość fizyczna jest dodatnia (zwrot wektora danej wielkości jest
zgodny ze zwrotem osi), czy ujemna (zwrot wektora danej wielkości fizycznej skierowany
jest w stronę przeciwną, do zwrotu osi). Jednoznacznie określimy zwrot i znak znalezionego
rozwiązania, danego zadania. Ułatwi nam to przede wszystkim napisanie równań, które
doprowadzą do rozwiązania zadania. Patrząc na rysunek, na którym narysujemy wektory, o
których jest mowa w treści zadania, opiszemy je symbolami literowymi ( każda wielkość
fizyczna ma swój przyjęty symbol literowy: prędkość v , droga S , przyspieszenie a , moc P ,
praca W itd.) i przystępujemy do napisania równań.. Przy wielkościach szukanych możemy
postawić znak zapytania. Wszystkie wielkości fizyczne mają swoją wartość, którą wyrażamy
w liczbach i danych jednostkach. Aby nie było pomyłek w rozwiązaniach, należy wszystkie
wielkości fizyczne przedstawiać w jednostkach Układu SI, bo wszystkie wzory są tak
skonstruowane, że ten warunek musi być spełniony. Zwróćmy uwagę, aby nie było tych
samych nazw wielkości fizycznych, dla różnych wartości.
Aby nie było wątpliwości, czy dana litera jest symbolem literowym danej wielkości fizycznej,
czy jednostką, zaleca się pisanie jednostek w nawiasie kwadratowym. Zmniejsza to również
ryzyko popełnienia błędu przy upraszczaniu liczb, z niestarannie napisanymi jednostkami.
Mam nadzieję, że to opracowanie pomoże młodzieży zrozumieć fizykę,
poznać metody rozwiązywania zadań i poczuć przyjemność w obcowaniu z
tym przedmiotem.
Nie wierzcie tym, którzy powtarzają: „fizyka jest trudna”, bo to
stwierdzenie wytwarza w Was dystans, do tego przedmiotu. Tylko
systematyczna praca daje wspaniałe efekty.
2
Spis treści: Str.
Wstęp ……………………………………………….…….………… .. 2
1. Przeliczanie jednostek……………………………………..……….. 4
2. Dodawanie sił………………………………………………………….. 6
3. Moment siły………………………………………………………..…… 9
4. Ruch jednostajny………………………………………………….…… 12
4.1. Prędkość średnia w ruchu jednostajnym……………………….… 17
5. Ruch jednostajnie przyspieszony, bez prędkości początkowej….… 18
6. Rzuty w polu grawitacyjnym……………………………………….… 22
7. Pęd masy……………………………………………………………… 26
8. Dynamika punktu materialnego……………………………………… 30
9. Praca…………………………………………………………………… 32
10. Tarcie……………………………………………………………………35
11. Energia mechaniczna………………………………………………… 37
12. Gęstość materii……………………………………………….…………41
13. Hydrostatyka……………………………………………………………44
14. Ciepło……………………………………………………………………50
15. Elektrostatyka………………………………………………………… 55
16. Prąd elektryczny stały………………………………………………… 59
17. Magnetyzm…………………………………………………………… 67
18. Prąd przemienny……………………………………………………… 67
19. Drgania i fale mechaniczne…………………………………………… 68
20. Fale elektromagnetyczne……………………………………………… 71
21. Optyka………………………………………………………………… 72
22. Fizyka jądrowa………………………………………………………… 74
23. Skala, podziałka..................... ………………………………………..…76
24. Sprężystość ciał…………………………………………………………..78
25. Przemiany energii………………………………………………………..80
26. Porównanie ruchu postępowego z obrotowym………………………...82
27. Odpowiedzi do zadań……………………………………………………83
3
1. Przeliczanie jednostek.
Kto nie ma wprawy w przeliczaniu jednostek, przelicza najpierw na podstawową jednostkę
w Układzie SI, a następnie na żądaną.
tera- 10 12 T
giga- 10 9 G
mega- 10 6 M
kilo- 10 3 k
hekto- 10 2 h
deka- 10 da
1
decy- 10 -1 d
centy- 10 -2 c
mili- 10 -3 m
mikro- 10 -6 μ
nano- 10 -9 n
piko- 10 -12 p
femto- 10 -15 f
Przykład 1. Przelicz jednostki:
345 [mm] = ? [cm]
Pamiętaj o podstawowej zasadzie: ile razy nowa jednostka jest większa, tyle razy liczba przy
niej stojąca jest mniejsza. I odwrotnie.
345[mm] = 345⋅10 -3 [m] = 345⋅10 -3 ⋅10 2 [cm] = 345⋅10 -1 [cm] = 34,5[cm]
Objaśnienie:
Współczynnik 10 -3 wynika z tego, że metr, jest tysiąc razy większy od milimetra, więc
liczba musi być tysiąc razy mniejsza. Dzielimy przez tysiąc, lub mnożymy przez jedną
tysięczną, w zapisie matematycznym, razy dziesięć, z wykładnikiem ujemny, minus trzy.
Współczynnik 10 2 , dlatego, że centymetr jest sto razy mniejszy od metra, więc liczba sto razy
większa. Wykładnik potęgi liczby 10 wynosi plus dwa. Razem potęga liczby 10 wynosi minus
jeden. Kto wie, że 10 razy jest większy centymetr od milimetra, to od razu przesunie
przecinek w lewą stronę o jedno miejsce, zmniejszając liczbę dziesięciokrotnie.
Przykład 2 :
14256[μPa] = ? [hPa]
14256[μPa] = 14256⋅10 -6 ⋅10 -2 [hPa] = 14256⋅10 -8 [hPa]= 1,4256⋅10 -4 [hPa]
4
Objaśnienie do przykładu drugiego:
Przelicznik 10 -6 , paskal jest jednostką ciśnienia większą milion razy, od mikro paskala.
Jeżeli jednostka milion razy większa, to liczba stojąca przed jednostką będzie milion razy
mniejsza. (Wykładnik liczby 10 ujemny, minus sześć). Współczynnik 10 -2 ,przedrostek hekto-
oznacza, że jednostka jest sto razy większa od paskala, więc liczba będzie sto razy mniejsza.
Wykładnik potęgi wynosi minus dwa. Łącznie wykładnik potęgi wynosi, zgodnie z zasadami
matematyki minus osiem. W technice podaje się pierwszą liczbę znaczącą, a następnie rząd
wielkości przy pomocy liczby 10 i jej wykładnika potęgi.
Zadania:
1. 16,5 [cm] = [m]
2. 356 [mm] = [dm]
3. 0,056 [km] = [dam]
4. 67,3 [dam] = [hm]
5. 1,03 [m] = [mm]
6. 0,003 [hm] = [km]
7. 1,456 [cm] = [dam]
8. 44,8 [mm] = [m]
9. 0,0002 [km] = [dm]
10.0,0012 [m] = [mm]
11. 23,9 [hm] = [dm]
12. 78,0 [dm] = [cm]
13. 136,5 [cm] = [m]
14. 35,6 [mm] = [dm]
15. 8,56 [km] = [dam]
16. 67,3 [dam] = [hm]
17. 1,03 [m] = [mm]
18. 0,38 [hm] = [km]
19. 31,6 [cm] = [dam]
20. 2,89 [mm] = [m]
21. 0,602 [km] = [dm]
22. 0,12 [m] = [mm]
23. 123,9 [hm] = [dm]
24. 7,80 [dm] = [cm]
25. 1,785 [cm] = [m]
26. 3,56 [mm] = [dm]
27. 7,656 [km] = [dam]
28. 67,7 [dam] = [hm]
29. 51,03 [m] = [mm]
30. 0,0983 [hm] = [km]
31. 45,6 [cm] = [dam]
32. 474,8 [mm] = [m]
33. 0,0267 [km] = [dm]
34 . 0,0051 [m] = [mm]
5
Zgłoś jeśli naruszono regulamin