Egzamin 1 - teoria

Question 1

Wymień wszystkie znane obecnie oddziaływania fundamentalne.

Answer 1

Grawitacyjne, elektromagnetyczne, silne, słabe.

Question 2

Które z oddziaływań fundamentalnych między atomami odpowiada za występowanie makroskopowej siły sprężystości?

Answer 2

Elektromagnetyczne

Question 3

Które z oddziaływań fundamentalnych jest przyczyną występowania tarcia

Answer 3

Grawitacyjne

Question 4

Jaki jest zasięg oddziaływania grawitacyjnego oraz jaki jest zasięg oddziaływania elektromagnetycznego?

Answer 4

Nieskończony

Question 5

Jak nazywa się cząstka będąca nośnikiem oddziaływania elektromagnetycznego?

Answer 5

Foton

Question 6

Podaj nazwy i symbole wszystkich jednostek podstawowych w układzie jednostek miar SI.

Answer 6

Metr - m (długość);

Kilogram - kg (masa);
Sekunda - s (czas);

Kelwin - K (temperatura);

Amper - A (natężenie prądu elektrycznego);

Mol (liczebność materii);

Kandela - cd (światłość źródla światła)

Question 7

Podaj nazwy i symbole czterech przykładowych jednostek pochodnych w układzie SI. Jednostkami miar jakich wielkości fizycznych są wymienione jednostki?

Answer 7

Niuton - N (jednostka siły)

Dżul - J (jednostka energii, pracy i ciepła)

Paskal - Pa (jednostka ciśnienia)

Wat - W (jednostka mocy)

Question 8

Co to jest układ odniesienia? Podaj dwa przykłady układów odniesienia oraz dwa przykłady układów współrzędnych

Answer 8

Układ odniesienia to ciało lub zespół ciał materialnych, względem których określamy położenie innych ciał.
Np. układ związany ze Słońcem lub Ziemią, układ laboratoryjny, układ środka masy

Question 9

Podaj definicje wektorów prędkości i przyspieszenia.

Answer 9

Prędkość jest pochodną wektora położenia po czasie. We współrzędnych kartezjańskich składowe wektora prędkości są pochodnymi składowych wektora położenia.

Question 10

Ruch jednostajny, ruch zmienny, ruch jednostajnie zmienny, ruch krzywoliniowy, ruch płaski

Answer 10

Ruch jednostajny - wartość wektora prędkości jest stała
Ruch zmienny - wartość wektora prędkości zmienia się
Ruch jednostajnie zmienny - stałe jest przyspieszenie, a prędkość zmienia się liniowo z czasem
Ruch krzywoliniowy - torem ruchu nie jest linia prosta np. parabla, okrąg
Ruch płaski - Ruchem płaskim nazywamy ruch, podczas którego wszystkie punkty ciała poruszają się w płaszczyznach równoległych do pewnej nieruchomej płaszczyzny, zwanej płaszczyzną kierującą.

Question 11

Sformułuj pierwszą zasadę dynamiki Newtona. Co to jest inercjalny układ odniesienia?

Answer 11

Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły równoważą się, to w inercjalnym układzie odniesienia ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym lub spoczywa.

Question 12

Sformułuj drugą zasadę dynamiki. Podaj przykład.

Answer 12

Jeżeli na ciało działa wypadkowa siła F, to w układzie inercjalnym ciało porusza się z przyspieszeniem, którego kierunek i zwrot są zgodne z kierunkiem i zwrotem siły, natomiast wartość jest proporcjonalna do siły i odwrotnie proporcjonalna do masy.

Question 13

Podaj trzecią zasadę dynamiki. Wymień trzy przykłady.

Answer 13

Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał są równe co do wartości, równoległe i przeciwnie skierowane. Np. klocek zsuwający się z równi pochylej

Question 14

Jakim wzorem w mechanice klasycznej jest określony pęd punktu materialnego?

Answer 14

P=mV

Question 15

Jak zmienia się pęd pod wpływem działania siły?

Answer 15

Proporcjonalnie do zmiany prędkości

Question 16

Co to jest energia potencjalna punktu materialnego?

Answer 16

Funkcja położenia określona w taki sposób, że różnica energii potencjalnych w dwóch dowolnych punktach r0 r oraz rr jest równa pracy siły podczas ruchu punktu materialnego z r0 r do rr

Question 17

Co to jest całkowita energia mechaniczna punktu materialnego? Podaj przykład ruchu, w którym całkowita energia mechaniczna jest wielkością stałą oraz przykład takiego ruchu, w którym całkowita energia mechaniczna zmienia się.

Answer 17

Przez całkowitą energię mechaniczną punktu materialnego rozumiemy w mechanice klasycznej sumę jego energii kinetycznej oraz energii potencjalnej. Siły działające w stałych polach grawitacyjnym oraz elektrycznym zachowują całkowitą energię mechaniczną. Gdy na ciało działa siła tarcia lub oporu aerodynamicznego, energia mechaniczna nie jest zachowana, gdyż ulega rozproszeniu i częściowej lub całkowitej zamianie na inne formy energii

Question 18

Co to są siły zachowawcze? Podaj przykłady sił zachowawczych oraz dwa przykłady sił, które nie są zachowawcze.

Answer 18

Siła zachowawcza to taka siła, której praca po wykonaniu pełnego obiegu po dowolnym torze zamkniętym jest równa zeru.
Siły tarcia oraz oporu aerodynamicznego nie są zachowawcze, gdyż ich zwrot jest przeciwny do zwrotu prędkości i praca wykonana przez te siły podczas ruchu po dowolnym torze jest różna od zera (ujemna).
Zachowawcze są siły działające w stałych polach grawitacyjnym i elektrycznym. Dla ciał znajdujących się pod działaniem tych sił możemy określić energię potencjalną.

Question 19

Co to są zasady zachowania? Podaj trzy przykłady zasad zachowania.

Answer 19

Zasady zachowania to prawa przyrody stwierdzające, że niezależnie od zachodzących przemian pewne wielkości fizyczne nie zmieniają się w układach odosobnionych, czyli w układach, które w żaden sposób nie oddziałują z otoczeniem.
Zasada zachowania: pędu, energii, momentu pędu

Question 20

Sformułuj zasadę zachowania pędu.

Answer 20

W układzie odosobnionym całkowity pęd, czyli suma wektorów pędu wszystkich składników układu, jest wielkością stałą.

Question 21

Podaj zasadę zachowania momentu pędu.

Answer 21

W układzie odosobnionym całkowity moment pędu wszystkich składników układu nie zmienia się w czasie.

Question 22

Sformułuj zasadę zachowania energii.

Answer 22

W układzie odosobnionym całkowita energia, będąca sumą wszystkich rodzajów energii każdego ze składników układu, jest wielkością stałą.

Question 23

Po jakich torach poruszają się ciała w centralnym polu grawitacyjnym?

Answer 23

po krzywej stożkowej, to znaczy po hiperboli, paraboli, elipsie lub w szczególnym przypadku wzdłuż prostej

Question 24

Po jakich torach poruszają się planety?

Answer 24

Planety poruszają się po torach w kształcie elips o wspólnym ognisku, w którym znajduje się Słońce.

Question 25

Jak nazywa się prawo określające kształt toru planet?

Answer 25

Prawo Keplera

Question 26

Podaj prawo powszechnego ciążenia (należy sformułować prawo słowami i napisać odpowiedni wzór).

Answer 26

Każde dwa ciała przyciągają się wzajemnie siłą grawitacji, która jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas oraz odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. F = G (m1 x m2) / r^2

Question 27

Co to jest siła ciężkości?

Answer 27

Siła ciężkości to wypadkowa siły przyciągania grawitacyjnego Ziemi lub innego ciała niebieskiego oraz siły odśrodkowej spowodowanej ruchem obrotowym.

Question 28

Jak przyspieszenie grawitacyjne punktu materialnego w pobliżu powierzchni planety zależy od jego masy?

Answer 28

Wartość siły ciężkości w pobliżu powierzchni Ziemi jest równa F = mg. Od masy zależy proporcjonalnie

Question 29

W jakich układach odniesienia występują siły bezwładności?

Answer 29

W nieinercjalnych

Question 30

Podaj nazwy sił bezwładności, które działają na punkt materialny poruszający się po powierzchni Ziemi.

Answer 30

Siły Coriolisa

Question 31

Co to jest ruch harmoniczny?

Answer 31

Ruch harmoniczny to okresowy ruch drgający, w którym zależność wychylenia z położenia równowagi od czasu opisywana jest równaniem: x(t) = Asin(w t) + Bcos (wt)

Question 32

Jaka siła działa na cząstkę poruszającą się w polu elektromagnetycznym? Wyjaśnij stosowane oznaczenia.

Answer 32

``` Siła Lorentza F = q (E + (v x B) ) E - wektor natężenia pola elektrycznego B - wektor indukcji pola magnetycznego v- wektor prędkości z jaką porusza się ładunek q- wartość ładunku ```

Question 33

Wymień cztery przykłady obserwacji doświadczalnych, które przyczyniły się do powstania mechaniki kwantowej.

Answer 33

Promieniowanie ciała doskonale czarnego, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne, ciepło właściwe ciał stałych, atom wodoru

Question 34

Sformułuj zasadę zachowania ładunku elektrycznego. Czy jest to ścisła zasada, czy są obserwowane zjawiska, w których zasada zachowania ładunku elektrycznego jest łamana?

Answer 34

Ładunek elektryczny jest wielkością, która podlega prawu zachowania: w układzie odosobnionym całkowity ładunek nie zmienia się. Zasada nie jest do końca ścisła, ponieważ nie jest prawdą twierdzenie, że ładunki są niezniszczalne i nie można ich wytworzyć.

Question 35

Co to jest funkcja falowa w nierelatywistycznej mechanice kwantowej? Podaj prawo Coulomba (należy sformułować prawo słowami oraz napisać wzór). Jaki jest kierunek oraz zwrot wielkości określanej przez to prawo?

Answer 35

Siła oddziaływania elektrostatycznego między dwoma umieszczonymi w próżni punktowymi ładunkami elektrycznymi q oraz Q jest proporcjonalna do wielkości tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi: Siła ta jest odpychająca, gdy znaki ładunków są takie same, i przyciągająca, gdy są przeciwne.

Question 36

Co to jest natężenie pola elektrycznego?

Answer 36

Oddziaływanie między ładunkami nie odbywa się bezpośrednio, ale za pośrednictwem pola wytwarzanego przez ładunki. Natężenie pola elektrycznego E jest równe sile, która działałaby na jednostkowy ładunek umieszczony w tym polu. Jeżeli w polu o natężeniu E umieścimy ładunek q , będzie na niego działała siła

Question 37

Co to jest zasada superpozycji w elektrodynamice?

Answer 37

Pole wytworzone przez układ wielu ładunków jest sumą wektorową pól pochodzących od pojedynczych punktowych ładunków i nie musi być polem centralnym.

Question 38

Co to jest potencjał pola elektrostatycznego?

Answer 38

Energia potencjalna, która miałaby jednostkowy ładunek elektryczny umieszczony w danym polu.

Question 39

Co to są przewodniki?

Answer 39

Ciała, w których istnieją swobodne elektrony mogące poruszać się wewnątrz przewodnika pod wpływem pola elektrycznego.

Question 40

Dlaczego nadmiarowy ładunek elektryczny gromadzi się na powierzchni naładowanego przewodnika? Gdzie jest największa gęstość powierzchniowa ładunku?

Answer 40

Ponieważ w stanie równowagi nadmiarowy ładunek znajduje się tylko na powierzchni. Największa gęstość powierzchniowa ładunku jest w tych miejscach, w których promień krzywizny powierzchni jest najmniejszy.

Question 41

Co to jest kondensator?

Answer 41

Kondensator to układ dwóch odizolowanych od siebie próżnią lub dielektrykiem przewodników (nazywanych okładkami kondensatora), na których gromadzone są ładunki elektryczne o równych wartościach i przeciwnych znakach

Question 42

Co to są dielektryki?

Answer 42

Dielektryki (izolatory) to ciała, w których elektrony są silnie związane z atomami i cząsteczkami. To oznacza, że elektrony nie mogą poruszać się swobodnie i dielektryk nie przewodzi prądu elektrycznego.

Question 43

Umieszczenie dielektryka między okładkami kondensatora powoduje zwiększenie, zmniejszenie czy nie zmienia pojemności kondensatora? Odpowiedź uzasadnij.

Answer 43

Umieszczenie dielektyka w kondensatorze powoduje, że między okładkami kondensatora jest [Epsilon] razy mniejsze natężenie pola elektrycznego, a więc również różnica potencjałów jest mniejsza. Dlatego pojemność kondensatora z dielektrykiem jest ! razy większa niż pojemność takiego samego kondensatora z próżnią między okładkami.

Question 44

Co to jest prąd elektryczny? Jakie są rodzaje przewodnictwa elektrycznego?

Answer 44

Uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Elektronowe Jonowe Mieszane

Question 45

Co to jest natężenie prądu elektrycznego?

Answer 45

Natężenie prądu elektrycznego I to pochodna po czasie ładunku elektrycznego przepływającego przez przekrój poprzeczny ośrodka przewodzącego.

Question 46

Co to jest napięcie elektryczne?

Answer 46

Różnica potencjałów między dwoma punktami wewnątrz ośrodka przewodzącego nosi nazwę napięcia elektrycznego. R = U / I

Question 47

Podaj prawo Ohma. Co to jest opór elektryczny?

Answer 47

Natężenie prądu płynącego w przewodniku jest proporcjonalne do napięcia między końcami przewodnika. Oporem elektrycznym nazywamy iloraz napięcia (U) i natężenia (I) płynącego prądu.

Question 48

Wyjaśnij, co to jest źródło prądu

Answer 48

Urządzenie wytwarzające różnicę potencjałów (pole elektryczne) między różnymi punktami obwodu.

Question 49

Podaj pierwsze prawo Kirchhoffa. Z jakiego prawa fizyki wynika pierwsze prawo Kirchhoffa?

Answer 49

Sumy natężeń prądów wpływających do węzła i wypływających z węzła są jednakowe. Z zasady zachowania ładunku.

Question 50

Sformułuj drugie prawo Kirchhoffa. Podaj przykład.

Answer 50

W każdym zamkniętym obwodzie przewodników, suma spadków napięć na wszystkich opornikach w obwodzie jest równa sumie istniejących w obwodzie sił elektromotorycznych. Przykład: Opór zastępczy oporników połączonych szeregowo.

Question 51

Jakie pola wytwarza poruszający się ładunek elektryczny?

Answer 51

Pole magnetyczne

Question 52

Podaj prawo Gaussa dla pola magnetycznego.

Answer 52

Ponieważ nie istnieją ładunki magnetyczne, strumień indukcji magnetycznej prze zwodolną powierzchnię zamkniętą jest równy zeru.

Question 53

Podaj prawo Ampère’a

Answer 53

Całka z natężenia pola magnetycznego wzdłuż krzywej zamkniętej jest równa natężeniu prądu przepływającego przez powierzchnię ograniczoną tą krzywą