Matura CKE Styczeń 2003 – Fizyka Rozszerzona

Zadanie 21. Stok narciarski
Grupa narciarzy postanowiła wyznaczyć współczynnik tarcia nart o śnieg. Rysunek 1. pokazuje nam profil stoku narciarskiego.
Na całym stoku zjazdowym uczniowie co jeden metr wbijali proste kijki. Okazało się, że stok miał 117 metrów długości. Z tablicy informacyjnej uczniowie odczytali, że wysokość stoku wynosi 30 metrów, licząc od poziomej płaszczyzny znajdującej się pod stokiem.
Wszyscy uczniowie dokładnie zsynchronizowali zegarki. Następnie jeden z nich zaczął zjeżdżać z górki, z miejsca oznaczonego jako START (tak jak na rysunku). Całkowita masa zjeżdżającego narciarza wynosiła 60 kg. W momencie rozpoczęcia zjazdu koledzy narciarza zaczęli mierzyć czas. Zadaniem każdego z mierzących czas było określenie położenia narciarza po upływie kolejnych sekund ruchu. Po przeprowadzeniu eksperymentu uczniowie zebrali wyniki w tabeli nr 1.

$t [\text{s}]$	0	2	4	6	8	10	12
$S [\text{m}]$	0	2	8	19	33	52	75

Tabela nr 1

Zadanie 22. Opór elektryczny
Uczniowie postanowili sprawdzić, od czego i w jaki sposób zależy opór przewodnika. W pracowni fizycznej znaleźli kilka rodzajów opornic wykonanych z różnych przewodników. Tabela 3. opisuje własności tych opornic:

Przewodnik	Długość drutu [m]	Opór właściwy [$\Omega\text{m}$]	Pole przekroju drutu [$\text{mm}^2$]
Miedź [Cu]	120	$1,78 \cdot 10^{-8}$	0,1
Aluminium [Al]	120	$2,79 \cdot 10^{-8}$	0,1
Cyna [Sn]	120	$12 \cdot 10^{-8}$	0,1

Tabela 3.

Zadanie 23. Promienie i obrazy
W szkole często rysowaliście obrazy powstające w soczewkach skupiających i rozpraszających. Dla uproszczenia przyjmuje się, że symbol oznacza soczewkę skupiającą.
Konstruowanie obrazu polega na poprowadzeniu co najmniej dwóch promieni z danego punktu i zaznaczeniu miejsca przecięcia się promieni załamanych w soczewce (obraz rzeczywisty) lub przedłużeń tych promieni (obraz pozorny). Najczęściej posługujemy się promieniami przechodzącymi przez ognisko soczewki lub środek soczewki. Na rysunku 1. oznaczone są one cyframi 1,2,3. Spróbujmy teraz narysować dowolny promień, np. II (rys. 2).
Promień II po przejściu przez soczewkę musi przejść przez punkt będący obrazem punktu B, czyli przez punkt D. Poprowadźmy teraz promień równoległy do promienia II przechodzący przez środek soczewki (III). Okazuje się, że promienie te przecinają się w płaszczyźnie prostopadłej do głównej osi optycznej przechodzącej przez ognisko. Jest to informacja, która pomaga zaoszczędzić dużo pracy przy rozwiązywaniu zadań konstrukcyjnych z optyki geometrycznej.