Matura 2011 - Fizyka poziom rozszerzony - wstępne nieoficjalne odpowiedzi

R1.1
Korzystając z tego że gęstość powietrza o wyższej temperaturze jest mniejsza, parcie słupa powietrza w tunelu będzie większe od parcia tej samej ilości powietrza na zewnątrz, ze względu na różne gęstości. Zatem ruch powietrza na rysunku tunelu będzie przeciwnie do wskazówek zegara.


R1.2
\frac{pV_1}{T_1}=\frac{pV_2}{T_2}

\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}

m=\varrho_1 V_1=const=\varrho_2 V_2

\frac{\varrho_1}{\varrho_2}=\frac{V_2}{V_1}=\frac{T_2}{T_1}

\varrho_2=\frac{T_1}{T_2}\varrho_1

\varrho_2=1.2636\ \frac{kg}{m^3}



R1.3
Korzystając z zależności:
\Delta p=\rho g \Delta h
\Delta p_1=2550.6\ Pa

\Delta p_2=2354.4\ Pa

F_w=\Delta p_1 S - \Delta p_2 S = 1373.4\ N



R3.1
g_{M}=\frac{F_g}{m}=\frac{GM_M}{R^2_M}=3.69\frac{m}{s^2}

R3.2
v_{II}=\sqrt{\frac{2GM_M}{(R_M+h)}}=4.68\frac{km}{s}



R3.3
F_d=F_g

\frac{GM_M}{(R_M+h)^2}=\frac{mv^2}{R_M+h}

v=\sqrt{\frac{GM_M}{R_M+h}}=3.3\frac{km}{s}


Będzie rosła stale, gdyż prędkość jaką posiada – prędkość początkowa jest większa od prędkości potrzebnej, aby ruch statku równoważył siłę grawitacji (efekt działania niezrównaważonej siły – zwanej siłą bezwładności).
Zapisując matematycznie:
F_d>F_g
\frac{mv^2}{R}>\frac{GMm}{R^2}

R2.3
Działają tylko siły pionowe – w dół siła grawitacji, z kolei w górę reakcja fotela, wynikająca z opóźnionego ruchu statku. Długość wektora siły reakcji jest większa od długości siły grawitacji.

R2.4
F=mg-ma
F=584 N



R2.5
T_m=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}
T_s=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}
Okres drgań masy na sprężynce się nie zmieni, gdyż jak widzimy wszystkie wielkości, od których on zależy, są identyczne na Ziemi i na Marsie – np. k jest cechą fizyczną danej sprężyny.


Zmieni się natomiast okres drgań wahadła matematycznego, gdyż jak widzimy we wzorze opisującym zależność tego okresu znajduje się wartość przyspieszenia grawitacyjnego, które jest różne w przypadku Ziemi i Marsa. Na Ziemi g jest większe niż na Marsie, więc okres drgań na ziemi będzie krótszy, natomiast na Marsie dłuższy, (dzielimy przez mniejszą wartość).

R3.2

Gdy przedmiot P oddala się od lunety, obraz O przesuwa się w lewo, a obraz O' przesuwa się w lewo . Gdy P jest bardzo daleko (tak, że wiązka padająca na obiektyw może być uznana za równoległą), obraz O znajdzie się na ognisku F, a wiązka wybiegająca z okularu będzie równoległa .


R3.3
\frac{1}{f}=(\frac{n_{socz}}{n_{otocz}}-1)(\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}})
\frac{1}{f}=(\frac{n_{socz}}{n_{otocz}}-1)(\frac{2}{R_1})
R=f=5\ cm

PEŁNE ROZWIĄZANIA JUŻ DOSTĘPNE TUTAJ (do pobrania jako PDF) - Oficjalne odpowiedzi - matura rozszerzona z fizyki