Zadanie: Matura CKE Czerwiec 2018 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 4.
Rozważamy ruch skoczka spadochronowego w ziemskim polu grawitacyjnym. W chwili początkowej tego ruchu prędkość skoczka względem Ziemi wynosi zero. Przez pewien krótki czas skoczek opada ruchem przyspieszonym bez otwartego spadochronu, a następnie go otwiera. Po otwarciu spadochronu prędkość skoczka zaczyna maleć i po pewnym czasie osiąga w przybliżeniu stałą wartość. Wartość tej granicznej prędkości zależy m.in. od średnicy spadochronu i masy skoczka wraz ze sprzętem. Przyjmij, że przyspieszenie ziemskie w obszarze ruchu skoczka jest stałe i wynosi $g = 9,81 \dfrac{	ext{m}}{	ext{s}^2}$, a skoczek opada pionowo i przy bezwietrznej pogodzie. Pytanie 1: Zadanie 4.1. (0–1)
Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–C oraz spośród 1.–3.

Na samym początku ruchu i przed otwarciem spadochronu wartość siły oporu powietrza działającej na skoczka

[AB_bo_123:a jednocześnie wartość jego przyspieszenia] Pytanie 2: Zadanie 4.2. (0–2)
Na podstawie przyjętego modelu zjawiska i zasad dynamiki wykaż, że kwadrat prędkości granicznej opadania skoczka jest proporcjonalny do masy skoczka wraz z całym sprzętem. Następnie oszacuj (z dokładnością do dwóch cyfr znaczących) wartość prędkości granicznej, gdy masa skoczka ze sprzętem wynosi $115 	ext{ kg}$.

[odp_otwarta1] Pytanie 3: Zadanie 4.3. (0–3)
Oszacuj (z dokładnością do dwóch cyfr znaczących) wartość opóźnienia ruchu skoczka przed osiągnięciem prędkości granicznej, w momencie gdy jego prędkość wynosiła $4 	ext{ m/s}$.
Przyjmij model zjawiska opisany w informacji i masę skoczka ze sprzętem równą $115 	ext{ kg}$.

[odp_otwarta1] Pytanie 4: Dodatkowa informacja do zadań 4.2.–4.3.
Zbadano doświadczalnie ruch skoczka po otwarciu spadochronu. Na podstawie pomiarów przyjęto model, w którym – dla niewielkich prędkości – siła oporu powietrza działająca na skoczka opadającego z otwartym spadochronem jest dana przybliżonym wzorem:
$$F_{	ext{op}} = \beta d^2 v^2$$
gdzie $d$ jest średnicą otwartego spadochronu, $v$ oznacza chwilową wartość prędkości opadania skoczka z otwartym spadochronem, natomiast $\beta$ jest pewnym współczynnikiem zależnym m.in. od kształtu spadochronu. W opisanym przypadku $\beta = 2,6 	ext{ kg/m}^3$ oraz $d = 7 	ext{ m}$.

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: A – 2

A.	zwiększa się,	a jednocześnie wartość jego przyspieszenia	1.	pozostaje stała.
B.	zmniejsza się,		2.	się zmniejsza.
C.	pozostaje stała,		3.	się zwiększa.

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?