Liga fizyków - zadania serii 1

Za podanych zadań wybierz dowolne tak, aby łączna ilość punktów proponowanych za ich rozwiązanie nie była mniejsza od 15 punktów.

Przygotowane prace powinny zawierać : imię i nazwisko ucznia, klasę, datę oddania zadania oraz wyraźnie wskazywać, których typów zadań dotyczą podane rozwiązania.

Należy je dostarczyć, do dnia 23 listopada 2009 r., nauczycielowi fizyki lub przesłać na adres grazynabarlog@poczta.onet.pl .

Zadania rachunkowe i problemowe – pomyśl, policz lub uzasadnij odpowiedź

1. Słońce jako czarna dziura

Masa Słońca wynosi 2^,10³⁰ kg, a jego promień jest w przybliżeniu równy 7^,10⁸m.

A. Na podstawie wzoru na wartość drugiej prędkości kosmicznej oblicz, jaki byłby promień Słońca, gdyby stało się ono czarną dziurą (wtedy nawet światło nie mogłoby się z niego wydostać).

B. Ile wynosiłaby wtedy średnia gęstość Słońca?

C. Porównaj gęstość Słońca jako czarnej dziury (pkt. b)) z gęstością materii jądrowej.

Gęstość materii jądrowej oszacuj, korzystając z następujących danych: masa nukleonu wynosi w przybliżeniu 1,66 ^, 10^{-27 kg; promień jądra obliczamy jako iloczyn pierwiastka trzeciego stopnia z liczby masowej jądra oraz stałej 1,2 ,}10^{-15 m.}

2. Znaczenie średniej gęstości Ziemi.

Ziemia ma największą średnią gęstość ze wszystkich planet Układu Słonecznego. Gdyby gęstość Ziemi, przy tym samym promieniu, była cztery razy mniejsza niż obecnie to jej gęstość byłaby wówczas zbliżona do średniej gęstości Słońca. Jak taka zmiana gęstości wpłynęłaby na:

a. wartość przyspieszenia grawitacyjnego przy jej powierzchni?

b. wartość pierwszej prędkości kosmicznej?

c. wartość drugiej prędkości kosmicznej?

d. okres obiegu stacjonarnych satelitów?

Uzasadnij wszystkie odpowiedzi.

3. Zadania problemowe

I. Stojąc na balkonie rzucamy dwie piłki, jedną ukośnie w górę, drugą ukośnie
w dół. Składowe pionowe prędkości obu piłek są równe, lecz przeciwnie skierowane. Porównaj składowe pionowe prędkości obu piłek w momencie uderzenia o ziemię, jeżeli:

a. pomijamy opory ruchu,

b. uwzględniamy opory ruchu.

Uzasadnij obie odpowiedzi.

II. W basenie pływa łódź, w której znajduje się kamień. Kamień zostaje wyrzucony z łodzi do wody. Jak wpłynie to na poziom wody w basenie? Uzasadnij odpowiedź.

III. Poziomy wirnik śmigłowca może być wprawiany w ruch obrotowy za pomocą silnika umocowanego w kadłubie lub za pomocą silnika odrzutowego zamocowanego na końcach łopat wirnika. Dlaczego w pierwszym przypadku śmigłowiec musi mieć pionowe śmigiełko na ogonie, a w drugim nie?

Punktacja (podano wartości maksymalne):

zad. 1 – 6 pkt,; zad. 2 – 4 pkt.; zad. 3.I i 3.II – po 3 pkt.; zad. 3.III – 2 pkt..

Zadania doświadczalne – zaplanuj doświadczenie

Planujemy show przyrodnicze dla uczniów szkoły podstawowej.

Należy przygotować:

· opis 3 prostych, możliwych do wykonania bez wyrafinowanego sprzętu, doświadczeń;

· proste wyjaśnienie obserwowanego zjawiska fizycznego;

· prezentację jednego wybranego doświadczenia,

Przygotowane doświadczenia powinny wyjaśniać jedno z podanych niżej zagadnień:

1. Dlaczego ciężki statek nie tonie?;

2. Dlaczego samolot fruwa?

3. Wszechobecne powietrze oraz ciśnienie atmosferyczne.

Punktacja (podano wartości maksymalne):

· za każde prawidłowo opisane doświadczenie po 3 pkt. ;

· 6 pkt. za prezentację;

· dodatkowo 3 pkt. za odniesienia do wiedzy z biologii lub chemii przy wyjaśnianiu opisanych doświadczeń.

Sylwetki znanych fizyków – poszukaj informacji , przygotuj prezentację

Zaczniemy od przybliżenia sylwetek fizyków, których nazwiskami nazwano jednostki fizyczne.

Prezentacja powinna zawierać:

· nazwę jednostki oraz definicje wielkości fizycznej, której dotyczy;

· krótką biografię uczonego;

· anegdoty związane z postacią lub znane wygłoszone przez niego stwierdzenia,

· ”listę” dokonań uczonego uzupełnioną o krótkie wyjaśnienia, jeżeli odkryte zjawiska lub prawa nie były omawiane na lekcjach fizyki.

Przygotowane prace powinny dotyczyć jednego z podanych niżej fizyków:

1. James Prescott Joule

2. Isaac Newton

3. James Watt

Punktacja (podano wartości maksymalne):

· za zawartość merytoryczną (interesujące informacje) – 9 pkt.;

· za formę prezentacji: multimedialna 6 pkt., plakat 3 pkt.

Historia odkryć fizycznych - poszukaj informacji , przygotuj prezentację

Wszystkie zagadnienia wiążą się z historycznymi eksperymentami, które pozwoliły wyznaczyć pewne stałe fizyczne.

Praca powinna zawierać:

· wartość wyznaczanej stałej wraz z jej jednostką;

· opis zasady pomiaru;

· opis przeprowadzonego eksperymentu i (jeśli to możliwe) uzyskane wyniki;

· ilustracje zastosowanych przyrządów.

Należy opisać jeden w podanych niżej eksperymentów:

1. Pomiar Eratostenesa (ok. 200 p. n. e.) – wyznaczenie obwodu Ziemi.

2. Eksperyment Cavendisha (1798 r.) – wyznaczenie stałej grawitacji na pomocą wagi skręceń.

3. Eksperyment Millikana(1911 r.) – wyznaczenie wartości ładunku elektronu.

Punktacja (podano wartości maksymalne):

· za zawartość merytoryczną (interesujące informacje) – 9 pkt.;

· za formę prezentacji: multimedialna 6 pkt., plakat 3 pkt.

Jak to działa - poszukaj informacji, przygotuj prezentację

Zadanie polega na przygotowaniu prezentacji wyjaśniającej zasadę działania określonych urządzeń.

Praca powinna zawierać:

· przykładowe zastosowania urządzenia;

· poglądowy rysunek przedstawiający schemat budowy urządzenia;

· opis zjawisk lub treść praw fizycznych, które ułatwiają wyjaśnienia

· opis zasady działania.

Praca powinna dotyczyć jednego z podanych niżej urządzeń:

1. Gitara elektryczna..

2. Endoskop.

3. Wyświetlacz ciekłokrystaliczny.

Punktacja (podano wartości maksymalne):

· za zawartość merytoryczną – 9 pkt.;

· za formę prezentacji: multimedialna 6 pkt., plakat 3 pkt.