Řešení úloh 1. kola 55. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D

Podobné dokumenty
Řešení úloh 1. kola 51. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D = s v 2

Řešení úloh 1. kola 48. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D Autořiúloh:J.Jírů(1,3,4,7),I.Čáp(5),I.Volf(2),J.JírůaP.Šedivý(6)

KINEMATIKA. 1. Základní kinematické veličiny

s 1 = d t 2 t 1 t 2 = 71 m. (2) t 3 = d v t t 3 = t 1t 2 t 2 t 1 = 446 s. (3) s = v a t 3. d = m.

Řešení úloh 1. kola 60. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D Autor úloh: J. Jírů. = 30 s.

R2.213 Tíhová síla působící na tělesa je mnohem větší než gravitační síla vzájemného přitahování těles.

Řešení úloh 1. kola 49. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

Téma: Měření tíhového zrychlení.

Rovnoměrný pohyb. velikost rychlosti stále stejná (konstantní) základní vztah: (pokud pohyb začíná z klidu) v m. s. t s

Řešení úloh 1. kola 56. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D

Rovnice rovnoměrně zrychleného pohybu

Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,2 m. Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,3 m

MECHANIKA - KINEMATIKA

Řešení úloh 1. kola 52. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D., kde t 1 = s v 1

ÚVOD DO DYNAMIKY HMOTNÉHO BODU

Kinematika hmotného bodu

KINEMATIKA. 17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. Frekvence, perioda. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0217

Rovnice rovnoměrně zrychleného pohybu

4. KINEMATIKA - ZÁKLADNÍ POJMY

NUMP403 (Pravděpodobnost a Matematická statistika II) 1. Na autě jsou prováděny dvě nezávislé opravy a obě opravy budou hotovy do jedné hodiny.

FYZIKA 1. ROČNÍK. Tématický plán. Hodiny: Září 7 Říjen 8 Listopad 8 Prosinec 6 Leden 8 Únor 6 Březen 8 Duben 8 Květen 8 Červen 6.

Dynamika hmotného bodu. Petr Šidlof

ÚLOHY DIFERENCIÁLNÍHO A INTEGRÁLNÍHO POČTU S FYZIKÁLNÍM NÁMĚTEM

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

Kvadratické rovnice a jejich užití

1.1.7 Rovnoměrný pohyb II

II. Kinematika hmotného bodu

Matematika I (KX001) Užití derivace v geometrii, ve fyzice 3. října f (x 0 ) (x x 0) Je-li f (x 0 ) = 0, tečna: x = 3, normála: y = 0

7. Gravitační pole a pohyb těles v něm

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2017 Studijní program: Fyzika Studijní obory: FFUM

Řešení úloh krajského kola 60. ročníku fyzikální olympiády Kategorie A Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3), V. Vícha (4)

Shrnutí kinematiky. STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

1.3.4 Rovnoměrně zrychlený pohyb po kružnici

Digitální učební materiál

OBJÍMKA VÁZANÁ PRUŽINOU NA NEHLADKÉM OTOČNÉM RAMENI

ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÉ A ZPOMALENÉ POHYBY. Studijní text pro soutěžící FO a ostatní zájemce o fyziku Ivo Volf, Přemysl Šedivý.

KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Digitální učební materiál

5 Poměr rychlostí autobusu a chodce je stejný jako poměr drah uražených za 1 hodinu: v 1 = s 1

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Laboratorní úloha č. 3 Spřažená kyvadla. Max Šauer

Řešení úloh krajského kola 52. ročníku fyzikální olympiády Kategorie B Autořiúloh:M.Jarešová(1,3),J.Thomas(2),P.Šedivý(4)

Vyřešením pohybových rovnic s těmito počátečními podmínkami dostáváme trajektorii. x = v 0 t cos α (1) y = h + v 0 t sin α 1 2 gt2 (2)

FYZIKA I. Gravitační pole. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

Řešení úloh 1. kola 49. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C

Řešení úloh celostátního kola 48. ročníku fyzikální olympiády. Autořiúloh:J.Jírů(1),P.Šedivý(2)aKvant(3,4)

1.4.3 Zrychlující vztažné soustavy II

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

III. Dynamika hmotného bodu

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Katedra fyziky, Studentská 2, Liberec

CVIČNÝ TEST 22. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

Základy fyziky + opakovaná výuka Fyziky I

Řešení úloh 1. kola 47. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C. t 1 = v 1 g = b gt t 2 =2,1s. t + gt ) 2

1.1.9 Rovnoměrný pohyb IV

Řešení úloh regionálního kola 47. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B Autořiúloh:M.Jarešová(1,2,3)M.CvrčekaP.Šedivý(4)

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Parametrická rovnice přímky v rovině

Úloha IV.E... už to bublá!

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Polarizace světla. Fyzikální sekce přirodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně. T = p =

Přípravný kurz z fyziky na DFJP UPa

1.1. Metoda kyvů. Tato metoda spočívá v tom, že na obvod kola do vzdálenosti l od osy

Fyzika - Kvinta, 1. ročník

Řešení úloh 1. kola 58. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 5, 6, 7), J. Jírů (3), L.

Řešení úloh 1. kola 53. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie A

Sestavení diferenciální a diferenční rovnice. Petr Hušek

Ze vztahu pro mechanickou práci vyjádřete fyzikální rozměr odvozené jednotky J (joule).

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Přijímací zkouška pro nav. magister. studium, obor učitelství F-M, 2012, varianta A

Balmerova série vodíku

ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Pavel Ševeček stud. skup.: F/F1X/11 dne:

ÚSTŘEDNÍ KOMISE FYZIKÁLNÍ OLYMPIÁDY ČESKÉ REPUBLIKY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P01 KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU

FYZIKA I. Pohyb těles po podložce

5. cvičení z Matematické analýzy 2

Základní pojmy Rovnoměrný přímočarý pohyb Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb Rovnoměrný pohyb po kružnici

KINEMATIKA. 18. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI III. Úhlová rychlost. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0218

Digitální učební materiál

l, l 2, l 3, l 4, ω 21 = konst. Proved te kinematické řešení zadaného čtyřkloubového mechanismu, tj. analyticky

Fyzika 1 - rámcové příklady Kinematika a dynamika hmotného bodu, gravitační pole

Laboratorní práce č. 2: Měření velikosti zrychlení přímočarého pohybu

Mechanika - kinematika

Pohyb tělesa (5. část)

VZÁJEMNÁ POLOHA DVOU PŘÍMEK

Derivace goniometrických. Jakub Michálek,

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

7. Na těleso o hmotnosti 10 kg působí v jednom bodě dvě navzájem kolmé síly o velikostech 3 N a 4 N. Určete zrychlení tělesa. i.

Okamžitý výkon P. Potenciální energie E p (x, y, z) E = x E = E = y. F y. F x. F z

x udává hodnotu směrnice tečny grafu

FYZIKA I. Rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a nerovnoměrně zrychlený rotační pohyb

Matematika 1. 1 Derivace. 2 Vlastnosti a použití. 3. přednáška ( ) Matematika 1 1 / 16

Vzorový protokol pro předmět Zpracování experimentu. Tento protokol by měl sloužit jako vzor pro tvorbu vašich vlastních protokolů.

Řešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:

Příklad 5.3. v 1. u 1 u 2. v 2

Řešení úloh 1. kola 55. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie B

NA POMOC FO. Pád vodivého rámečku v magnetickém poli

Obsah. Obsah. 2.3 Pohyby v radiálním poli Doplňky 16. F g = κ m 1m 2 r 2 Konstantu κ nazýváme gravitační konstantou.

Transkript:

1.a) Graf v km h 1 Řešení úloh 1. kola 55. ročníku fyzikální olympiády. Kaegorie D 50 Auor úloh: J. Jírů 40 30 0 10 0 0 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 13 14 6bodů b) Pomocí obahu plochy pod grafem určíme dráhu každého auomobilu. Dráha prvního auomobilu 1= [(30+ 1 ) ] [ ] 1 0 :3,6 7m+ 30:3,6 4m=94,4m je oučaně vzdálenoí obou auomobilů před hranicí přechodu. Dráha druhého auomobilu uražená během vícení červeného věla na emaforu je ( ) 1 = 30:3,6 3m+(0:3,6) 14m=90,3m. Zporovnání 1 > plyne,žedruhýauomobilnačervenounapřechodnevjede. Během žlué urazí auomobil dráhu =(0:3,6) 1m=5,6m. Zporovnání 1 < + plyne,žedruhýauomobilvjelnapřechodnažlué vělo. 1

. a) Z Davidova měření čau lze urči veliko zrychlení vlaku, použijeme rovnici d= 1 a 1. (1) Zrovniceplyne a= d = 70 1 60 m =0,15m. Z Jakubova měření čau, ze známé velikoi zrychlení a ze známé délky vlaku lze urči veliko rychloi, níž vlak začal vjíždě do unelu. Z rovnice d=v 0 + 1 a () vypočemeveliko v 0rychloivlakuvokamžiku,kdyzačínávjíždědounelu: d 1 a 70 1 0,15 36 v 0= = m 1 =4,8m 1. 36 Hledaná veliko rychloi je v = v 0+ a =(4,8+0,15 36)m 1 =10,m 1. b) Z rovnice(1) vyjádříme veliko zrychlení a= d 1 adoadímedorovnice(): d=v 1 d 0 + Vyjádřením v 0doaneme 1. Nynídorovnice v = v 0+ a doadímevzahy(3)a(4): (3) v 0= 1 1 d. (4) v = 1 d+ d 1 = 1+ 1 d, 1 což je obecné řešení úlohy. Nyní ověříme hodu jednoek: [ ] 1 + d = [1] +[ ] [d]= 1 [ 1] [ ] m=m 1 =[v ]. Po číelném doazení doaneme v = 60 +36 60 36 70m 1 =10,m 1. body

3.a) Pavlíkepohybujerychloíovelikoi v= pr T. Velikojehodoředivéhozrychleníje a d = v r r =4p T =3,4m. body b) Siuaci budeme pouzova z hledika Pavlíka v neinerciální vzažné ouavě pojenékoloočem.tíhováílamáveliko F G= mg=06n.celkováílapůobící napavlíkajevýledniceíhovéíly F Gaervačnéodředivéíly F = ma d. Tao výlednice má veliko ( ) F= FG + F = (mg) + m 4p r T = m g + 16p4 r. =0N. T 4 Pro úhel plaí g α= F F G = 4p r gt, α=19. c) Veliko ečného zrychlení během zaavování je Zaavínadráze = 1 a = pr T, a = v =pr T =0,36m. přičemžopíšeúhel ϕ= r = p T =3p rad=70. 3

4.a) Sklonfošnyjeurčenúhlem α,prokerýplaíin α= h l.zrovnicedoaneme α 1=30,0, α =17,0.Přirovnoměrnémlačenípůobímenabednuveměru pohybu po nakloněné rovině vzhůru ilou, jejíž veliko je rovna ouču velikoi ložky íhové íly ve měru nakloněné roviny a velikoi řecí íly: F= F Gin α+f = mgin α+fmgco α=mg(inα+fco α). Číelněvychází F 1=790N, F =640N.Muípoužídelšífošnu. 3body b) Propráciplaí W= Fl.Připoužiíkrašífošnydoaneme W 1= F 1l 1=00J, připoužiídelšífošny W = F l =3100J. Muí použí kraší fošnu. body c) Připohybudolůmářecíílavzhledemkeměruložkyíhovéílynaopakopačný měr. Veliko jejich výlednice pak je F= F Gin α F = mgin α fmgco α =mg in α fco α. Prokraší fošnudoaneme F Gin α 1 > F 1, edybednajížděla bezpřipění chlapcůrovnoměrnězrychlenýmpohybemvlivemílyovelikoi F 1=97N,pořebovalipřiompráci W 1=F 1l 1=70J.(Tuoprácivykonalaíhováíla,práce e projevila jako kineická energie bedny při opoušění nakloněné roviny). Pro delší fošnudoaneme F Gin α < F,edychlapcibednupřikládánílačiliilouo velikoi F =10Navykonalipráci W = F l =50J. 5bodů 5. a) Obah plochy pod grafem záviloi výkonu na čae udává kineickou energii. Označme P=48000W.Včae 1=4jekineickáenergieauomobilu E k1 = 1 P1=1 48000W 4=96000J. Velikorychloizíkámezrovnice E k1 = 1 mv 1,znížplyne Ek1 96000 v 1= m = m 1 =11,7m 1. 1400 Včae =9jekineickáenergieauomobilu E k = E k1 + P( 1)=[96000+48000 (9 4)]J=336000J. Obdobně doaneme Ek 336000 v = m = m 1 =1,9m 1. 1400 b) Poupjeejnýjakovúlozea) 4

v m 1 E k 0 1 3 4 5 6 7 8 9 0 6 4 54 96 144 19 40 88 336 kj v m 1 0,9 5,9 8,8 11,7 14,3 16,6 18,5 0,3 1,9 0 15 10 5 0 0 1 3 4 5 6 7 8 9 c) Pohyb na prvním úeku je rovnoměrně zrychlený konanním zrychlením a= v1 1 =,9m. Na druhém úeku, kdy je konanní výkon, je průměrné zrychlení a p= v v1 1 =,0m. body 5

6. Příklad výledků měření: Dráhy byly změřeny přenoí na cenimery, čay byly odečíány ze opek mobilního elefonu přenoí na einy ekundy. m 1 3 4 5 v m 0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 1,83 1,7 1,95 1,78 1,80 1,8 0,8 0,50,61,48,54,69,55,57 0,39 0,75 3,6 3, 3,19 3,11 3,14 3,18 0,47 1,00 3,73 3,6 3,59 3,66 3,54 3,63 0,55 1,5 4,05 3,91 4,01 4,08 3,98 4,01 0,6 1,50 4,44 4,33 4,40 4,49 4,4 4,4 0,68 v / m. -1 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0,1 0 y = 0,155x 0 1 3 4 5 / Rovnice přímky je y = 0,155x, fyzikálně {v} = 0,155{}. To znamená, že řední hodnoazrychleníkuličkypozaokrouhlenínaplanéčíliceje a=0,15m. Závěr: Měřením jme ověřili, že pohyb kuličky po nakloněné rovině byl v mezích přenoiměřenírovnoměrnězrychlenýezrychlenímovelikoi a=0,15m. 1 6

7.a) Družice Bvykonázaejnýčavíceoběhůneždružice A,proomádružice B věší úhlovou rychlo. Podle 3. Keplerova zákona rooucím poloměrem kruhové rajekorie doba oběhu roe(frekvence kleá) a podle vzorce pro obvodovou κ M (kruhovou)rychlo v k = rooucím poloměrem kruhová rychlo kleá, r proo věší kruhovou rychlo má družice B. body b) Dobaoběhudružice Aje T A=h=700, dobaoběhudružice Bje T 4h B= 13 =6646. Graviační íla je doředivou ilou, proo plyne F κ mm g= = F r d = mrω = mr 4p T r= 3 κ MT 4p. (1) Číelnědoaneme r A=8061km, r B=764km.Minimálnívzdálenodružicje r min= r A r B=40km,maximální r max= r A+ r B=15700km. r c) Zrovnice(1)plyne T =p 3,kde r=r+400km=6778km.číelným κ M doazenímdoaneme T=555,cožodpovídá 86400 555 =15,56oběhůmza4 hodin. Hledaný celočíelný poče je 15 oběhů(při 16 obězích by byla příliš nízko). Dobajednohooběhupakje T 4 1= 15 h=5760.z3.keplerovazákonaporovnáním např.paramerydružice Aplyne r 1= 3 T1 r A TA =6947km.Hledanávýškaje h 1= r 1 R=570km. 7