Dynamika dla klasy II C

Zad. 1.
Balon opada ze stałą prędkością. Jaką masę balastu należy wyrzucić, aby balon zaczął wznosić się z tą samą prędkością? Masa balonu (z balastem) wynosi 300 kg, a siła wyporu 2900N.
Zad. 2.
Winda może poruszać się w górę i w dół z przyspieszeniem o takiej samej wartości. W windzie tej na wadze sprężynowej stoi studentka. Różnica wskazań wagi przy ruchu w górę i w dół wynosi 50 N. Jakie jest przyspieszenie windy, jeżeli ciężar studentki wynosi 500 N?
Zad.3.
W wagonie poruszającym się poziomo z pewnym przyspieszeniem wisi na nici ciężarek o masie 100 g. Nić odchylona jest od pionu o kąt 450. Oblicz przyspieszenie wagonu i siłę napinającą nić.
Zad. 4.
Dwa klocki o masach m1= 200 g i m2=300 g związane nieważką i nierozciągliwą nicią leżą na poziomym stole. Do pierwszego z nich przyłożono siłę F= 100N pod kątem α=600. Współczynniki tarcia między klockami, a stołem wynoszą odpowiednio f1= 0,1 i f2=0,05. Oblicz przyspieszenie klocków i siłę napinającą nić.
Zad. 5.
Oblicz wysokość, na jaką może wjechać samochód, który mając początkową prędkość 72 km/h, porusza się w górę z wyłączonym silnikiem. Nachylenie zbocza wynosi 300, a efektywny współczynnik tarcia 0,1.

Zad.6.
Do klocka, początkowo spoczywającego na poziomej powierzchni, przyłożono poziomo skierowaną siłę równą ciężarowi klocka, która działała w ciągu czasu t = 15s . Jak długo będzie trwał ruch klocka po zaprzestaniu działania siły, jeżeli współczynnik tarcia klocka o podłoże f = 0,2 ?
Zad.7.
Nieruchoma piłka o masie 600 g po uderzeniu nogą uzyskała prędkość 12 m/s. Jaka była średnia wartość siły uderzenia nogi w piłkę, jeżeli czas zetknięcia nogi i piłki trwał 0,02 s ?
zad.8.
Dwa klocki o masach m1=2kg i m2=1kg związane nieważką i nierozciągliwą nicią leżą na poziomym stole. Do pierwszego z nich przyłożono siłę 20 N pod kątem 30st Współczynniki tarcia między klockami, a stołem wynoszą odpowiednio f1= 0,2 i f2=0,3. Oblicz przyspieszenie klocków.
zad.9.
Mały ciężarek o masie m = 100 g przywiązano do nici o długości l = 50 cm i wprawiono w ruch obrotowy po okręgu w płaszczyźnie poziomej. Nić odchyla się od pionu o kąt α = 45stopni. Wyznacz prędkość kątową ciężarka, okres obiegu i siłę napięcia nici.
zad.10.
Dwa ciężarki o masach m1= 5 kg i m2= 4 kg połączono nieważką i nierozciągliwą nicią przerzuconą przez bloczek znajdujący się na szczycie równi. Współczynnik tarcia między ciężarkiem m2 i równią wynosi f2= 0,4 , a kąt nachylenia równi 30 st. Masę bloczka można pominąć. Wyznacz siłę napięcia nici i przyspieszenie ciężarków, przyjmując, że ciężarek m1 porusza się w dół.
Zad. 11
Małpka wspina się po pionowej lianie z przyspieszeniem 0,5 m/s2. Oblicz siłę napinającą lianę, jeżeli masa małpki wynosi 5 kg. Masę liany zaniedbać.
Zad.12
Ciało o ciężarze P = 30 N spada w powietrzu z przyspieszeniem a = 8m/s2. Obliczyć siłę oporu powietrza. Przyjąć g = 10 m/s2.

Klasa III A oraz C - magnetyzm

zad. 1. Oblicz natężenie prądu płynącego w prostoliniowym przewodniku jeżeli w odległości 0,1 cm od przewodnika wartość wektora indukcji magnetycznej B = 4*10-6 T.
Jaka jest wartość napięcia przyłożonego do końców przewodnika jeżeli jego opór jest równy 20 Ω ?

zad. 2. Przez zwojnicę posiadającą 100 zwojów i mającą długość 20 cm płynie prąd. Zwojnica jest połączona ze źródłem o SEM 4,5 V.
a) Oblicz wartość natężenia tego prądu, jeżeli wewnątrz zwojnicy zostało wytworzone pole magnetyczne o indukcji, której wartość wynosi 0,0025 T.
b) narysuj zwojnicę oraz linie pola magnetycznego wytworzonego przez nią, zaznacz ich zwrot we wnętrzu i na zewnątrz zwojnicy. Zaznacz bieguny źródła prądu.
c) Jak zmieni się indukcja pola wewnątrz zwojnicy, jeśli do jej wnętrza zostanie wsunięty rdzeń o współczynniku przenikalności 100.
d) oblicz opór zwojnicy.
e)do przedstawionego obwodu dołączono opornicę suwakową, w taki sposób, aby można było zmieniać natężenie prądu płynącego w obwodzie. Narysuj schemat tego obwodu.

zad. 3. Pręt o masie 100g i długości 1m wisi poziomo w prostopadłym do niego polu magnetycznym o indukcji 0,2T. Oblicz natężenie prądu, który musiałby płynąć przez pręt, aby siła elektrodynamiczna zrównoważyła siłę ciężkości.

zad. 4. Oblicz jaka powinna być masa ciała o ładunku e = - 2 *10 -6 C, poruszającego się z prędkością v = 0,6 km/minutę, by w polu magnetycznym o indukcji B = 18*10-4 T torem ruchu tego ciała był okrąg o średnicy 100 m.
Wykonaj rysunek ruchu ciała w polu magnetycznym.

zad.5
a) Dorysuj jedną z trzech wielkości: indukcję , siłę lub natężenie prądu na załączonych rysunkach:


b) Ustal znak ładunku, zaznacz jedną z wielkości: indukcję, prędkość lub siłę



Zad. 6. W dwóch długich, równoległych i ustawionych do płaszczyzny rysunku przewodnikach płyną prądy w tych samych kierunkach. W jakiej odległości od pierwszego przewodnika indukcja magnetyczna jest równa zero?


Zad. 7. Cząstka α wpada w pole magnetyczne o indukcji B=0.02T prostopadle do kierunku wektora indukcji B i zatacza krąg o promieniu r=0.2m. Oblicz energię cząstki (w J i keV).

Zad. 8. Oblicz natężenie pola magnetycznego w środku kwadratu (lub prostokąta) o boku a (lub bokach a,b), utworzonego przez cztery nieskończenie długie przewodniki z prądem.

Zad.9. Proton poruszający się z prędkością 10 do potęgi 5 m/s wpada w jednorodne pole magnetyczne o indukcji B = 2T pod kątem 45 stopni do kierunku wektora B. Ile wynosi promień i skok śruby po której porusza się proton.

Zad.10. Jaką szybkość ma proton, jeżeli bez odchylenia od swojego pierwotnego przechodzi przez układ prostopadłych do siebie pól: magnetycznego o indukcji B=2T i elektrycznego o natężeniu E=1000 V/m. Prędkość protony jest prostopadła zarówno do E jak i B.

Zad,11. Oblicz indukcję jednorodnego pola magnetycznego, jeżeli na odcinek przewodnika o długości 5cm umieszczony prostopadle do linii działa siła 10^-5N. Natężenie prądu wynosi 2A.

Zad. 12. W jakiej odległości od nieskończenie długiego przewodnika prostoliniowego, w którym płynie prąd o natężeniu 2A, wartość indukcji magnetycznej wynosi 10^-4T?

Zad. 13. Oblicz natężenie prądu w przewodniku, jeżeli na każdy jego odcinek o długości 20cm działa siła 4× 10^-7N. Przewodnik jest umieszczony równolegle do innego przewodnika, w którym płynie prąd o natężeniu 2A, w odległości 10cm od niego.

Zad. 14. Jaką prędkość ma cząstka o masie 1mg i ładunku 10^-8C poruszająca się w polu magnetycznym o indukcji 1mT po okręgu o promieniu 20m?

Zad. 15. Oblicz energię kinetyczną i pęd cząstki o ładunku 1nC poruszającej się po okręgu o promieniu 10m w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji 0,1T z prędkością 2m/s. 

Teoria
1. Budowa i działanie cyklotronu.
2. Siła elektrodynamiczna i siła Lorentza
3. Rysunki pola magnetycznego (magnes, zwojnica, przewodnik z prądem)
4. Zjawisko magnesowania (ferro-, para- i diamagnetyki)
5. Oddziaływanie przewodników z prądem na siebie