Milí studenti, Vaši zkoušející.

Transkript

1 Milí studenti, rádi bychom se vyjádřili k vašim připomínkám. Předně, v žádném případě naše nároky nejsou přehnané. Rozsah látky jen mírně překračuje to, co by měl znát absolvent slušné střední školy. Vyžaduje se porozumění několika základním principům a schopnost užít je při řešení standardních příkladů. Koneckonců, třetina studentů na zkoušce byla úspěšná, což nijak nevybočuje z úspěšností prvních termínů v minulých letech. Těžiště vašich námitek spočívá v zadání písemek u zkoušky. Připravili jsme tedy pro vás hru nazvanou Najdi alespoň 3 rozdíly. Sepsali jsme 4 zadání příkladů, která jsou k dispozici na naší stránce pod heslem Příklady ke zkoušce, a jejich modifikace, které byly součástí písemek ve středu 3. ledna. Srovnání obou zadání najdete na dalších stranách. Testovací otázky byly mírně pozměněny tak, aby lépe prokázaly tu trochu znalostí, které jsou pro zkoušku z fyziky nezbytné, přitom náročnost otázek klesla. Jde o to, že cílem není v lepším případě naučit se řešením zkouškových příkladů nazpaměť, v horším případě je nějak šikovně opsat, ale dovednost na základě poznaného vyřešit mírně obměněný problém. Navíc, nikde nebylo napsáno (ani v letním semestru v případě Fyziky I), že příklady u zkoušky budou mít zcela identická zadání jako příklady na internetu. Výše zmíněné srovnání ukazuje, že jde opravdu o mírné modifikace. Jestliže se však někteří studenti brání na univerzitě technického zaměření počítat příklady s obměněnými čísly nebo počítat neznámou, která byla předtím známá, a naopak, je zřejmě třeba, aby si tito studenti promysleli, co znamená slovo studovat, a co nejdříve se zbavili svých dosavadních zlozvyků, např. věnování velkého úsilí tomu, jak projít bez úsilí. Víme, že forma podávání učiva závisí na osobě učitele. Učitel je ale vždy jen vaším (lepším nebo horším) dočasným průvodcem na cestě k poznání. Naučit se něco však musí každý sám (nepleťme si dvě podobně označované, byť související, činnosti: učit se (to learn) a učit (to teach)). Pokud někomu něco na výuce nevyhovuje, bylo by vhodné, aby konkrétním způsobem svůj problém formuloval (např. která témata dělají potíže a proč) a řešil jej již v průběhu semestru s vyučujícím nebo garantem předmětu. Pokud by měl někdo obavy z nepříjemností, které by si tímto neanonymním způsobem snad mohl přivodit (obavy jsou samozřejmě zbytečné), nechť napíše svoje komentáře a náměty komukoliv z ÚFI mailem z některé neidentifikovatelné adresy nebo na toto fórum. V průběhu zkouškového období je ale, myslíme, pro vás pozdě, i kdyby nám to pomohlo zkvalitnit výuku pro vaše mladší kolegy. Věříme, že se vám předměty Fyzika I a Fyzika II nemusí zdát lehké, a opravdu, jak sami říkáte, vyžadují dosti intenzivní přípravu. Avšak kvalita vaší přípravy nezávisí na počtu dní a hodin, které jste předmětu věnovali, ale na pochopení látky, které z vaší přípravy vzejde. Fyzika opravdu není předmět, který lze zvládnout tím, že se student naučí mnoho zpaměti. Naopak, je třeba být soustředěn na práci a zapamatovat si pouze několik základních poznatků a z nich vycházet při řešení úloh. Bez samostatné práce a systematického procvičování však nelze dojít úspěchu, stejně jako při každé poctivé lidské činnosti. Přestože nás vůbec netěší výsledky části studentů, kteří neuspěli u zkoušky ve středu 3. 1., ale naopak svědčí o tom, že se opravdu někde stala chyba, nemyslíme si, že by požadavky na vás kladené byly vyšší než v předchozích letech. Naším cílem není vyhodit od zkoušky co nejvíce studentů. Přejeme si, aby studenti byli více motivováni k samostatnému přemýšlení, o což na vysoké škole jde především, než k nějakému memorování pouček. Průběh zkoušky tedy zůstává nadále nezměněn a těšíme se na ty, kteří pochopili, a na jejich mnohem lepší výsledky v dalších termínech. Vaši zkoušející.

2 Zadání příkladů na internetu a na zkoušce pro srovnání hledejte rozdíly 1. Mějme tenký prstenec poloměru R, který je rovnoměrně nabit kladným nábojem délkové hustoty τ. a) [0 b] Jaký celkový náboj Q se na prstenci nachází? b) [0 b] Určete velikost a směr intenzity E elektrického pole buzeného prstencem v bodě P, který se nachází na ose prstence ve vzdálenosti z od jeho středu. Nakreslete obrázek a vyznačte směr intenzity. c) [0 b] Ze závislosti E(z) zjištěné v úloze (b) určete vzdálenost z = z m, ve které je velikost intenzity maximální. 2. Mějme tenký prstenec poloměru R, který je rovnoměrně nabit kladným nábojem Q. a) [0 b] Jaká je délková hustota τ náboje na prstenci? b) [0 b] Určete velikost a směr intenzity E elektrického pole buzeného prstencem v bodě P, který se nachází na ose prstence ve vzdálenosti z = 2R od jeho středu. Nakreslete obrázek a vyznačte směr intenzity. c) [0 b] Nakreslete graf závislosti velikosti intenzity E na vzdálenosti z od středu prstence.

3 3. Na obr. 1 je obvod, jehož prvky mají hodnoty E 1 = 3, 0 V, E 2 = 6, 0 V, R 1 = 2, 0 Ω, R 2 = 4, 0 Ω. Tři baterie v obvodu jsou ideální zdroje. a) [0 b] Pomocí 1. Kirchhoffova zákona sestavte rovnici pro proudy I 1, I 2 a I 3 (uvažujte směry proudů zvolené na obrázku). b) [0 b] Pomocí 2. Kirchhoffova zákona sestavte další dvě rovnice takové, aby dohromady tvořily systém tří lineárních rovnic tří neznámých I 1, I 2 a I 3. c) [0 b] Určete velikosti a směry proudů v každé ze tří větví obvodu. Nakreslete obrázek a směry proudů vyznačte. Obr Na obr. 2 je obvod, jehož prvky mají hodnoty E 1 = 2, 0 V, E 2 = 3, 0 V, R 1 = 3, 0 Ω, R 2 = 5, 0 Ω. Tři baterie v obvodu jsou ideální zdroje. a) [0 b] Pomocí 1. Kirchhoffova zákona sestavte rovnici pro proudy I 1, I 2 a I 3 (uvažujte směry proudů zvolené na obrázku). b) [0 b] Pomocí 2. Kirchhoffova zákona sestavte další dvě rovnice takové, aby dohromady tvořily systém tří lineárních rovnic tří neznámých I 1, I 2 a I 3. c) [0 b] Určete velikosti a směry proudů v každé ze tří větví obvodu. Nakreslete obrázek a směry proudů vyznačte. Obr. 2.

4 5. Hustota elektrického proudu J uvnitř dlouhého válcového vodiče o poloměru a má směr jeho osy a její velikost lineárně roste se vzdáleností r od osy podle vztahu J = J 0 r/a, kde J 0 je hustota proudu na povrchu vodiče. a) [0 b] Určete celkový proud I tekoucí vodičem. b) [0 b] Určete velikost magnetické indukce B v závislosti na vzdálenosti r od osy kabelu pro r < a. c) [0 b] Určete velikost magnetické indukce B v závislosti na vzdálenosti r od osy kabelu pro r a. d) [0 b] Nakreslete závislost B(r) a vyznačte na osách všechny důležité hodnoty. 6. Hustota elektrického proudu J uvnitř dlouhého válcového vodiče o poloměru a má směr jeho osy a její velikost lineárně klesá se vzdáleností r od osy podle vztahu J = J 0 (1 r/a), kde J 0 je hustota proudu uprostřed vodiče. a) [0 b] Určete celkový proud I tekoucí vodičem. b) [0 b] Určete velikost magnetické indukce B v závislosti na vzdálenosti r od osy kabelu pro r < a. c) [0 b] Určete velikost magnetické indukce B v závislosti na vzdálenosti r od osy kabelu pro r a. d) [0 b] Určete velikost magnetické indukce B na povrchu válcového vodiče. Nakreslete obrázek a vektor magnetické indukce B na povrchu vodiče vyznačte.

5 7. Kovovou tyč posunujeme podle obr. 3 konstantní rychlostí v po dvou rovnoběžných kovových kolejnicích spojených kovovým páskem na jednom konci. Magnetické pole o indukci velikosti B = 0, 350 T směřuje k nám. a) [0 b] Jaké indukované emn vzniká, jsou-li kolejnice vzdáleny L = 25, 0 cm a rychlost tyče má velikost v = 55, 0 cm/s? b) [0 b] Jaký proud teče tyčí, má-li odpor R = 18, 0 Ω a kolejnice a spojovací pásek mají odpor zanedbatelný? c) [0 b] S jakým výkonem se uvolňuje Joulovo teplo ve smyčce? Obr Kovovou tyč posunujeme podle obr. 4 konstantní rychlostí v po dvou rovnoběžných kovových kolejnicích spojených kovovým páskem na jednom konci. Magnetické pole o indukci velikosti B = 0, 320 T směřuje k nám. a) [0 b] Jaké indukované emn E ind vzniká, jsou-li kolejnice vzdáleny L = 35, 0 cm a rychlost tyče má velikost v = 45, 0 cm/s? b) [0 b] S jakým výkonem P se uvolňuje Joulovo teplo ve smyčce, má-li tyč odpor R = 22, 0 Ω a kolejnice a spojovací pásek mají odpor zanedbatelný? c) [0 b] Jaká je velikost vnější síly F, která musí na tyč působit, aby se pohybovala s konstantní rychlostí? Jaký je její výkon P F? Obr. 4.