2.1 Jak opisać położenie ciała

Kartkówka

Grupa A

Zadanie 1

Dane są wektory \(\vec{a}\) i \(\vec{b}\) (patrz rysunek poniżej), których długości wynoszą odpowiednio \(|\vec{a}| = 3\text{ cm}\) i \(|\vec{b}| = 5\text{ cm}\).

Znajdź graficznie wektory:
a) \(\vec{c} = \vec{a} + \vec{b}\)
b) \(\vec{d} = \vec{a} - \vec{b}\)
c) \(\vec{e} = \vec{b} - \vec{a}\)

Podaj współrzędne i długości otrzymanych wektorów: \(\vec{c}\), \(\vec{d}\), \(\vec{e}\).
−3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x [cm] a b

Zadanie 2

Zawodnik podrzucił pionowo w górę piłkę do siatkówki z wysokości \(h_1 = 1{,}5\text{ m}\) nad podłożem. Piłka wzniosła się na maksymalną wysokość \(h_2 = 3{,}5\text{ m}\) nad podłoże, spadła i po odbiciu od podłoża wzniosła się na wysokość \(h_3 = 2{,}0\text{ m}\). Narysuj wektor położenia piłki i oblicz współrzędną położenia piłki w przyjętym układzie współrzędnych:
a) gdy znajduje się ona w maksymalnym górnym położeniu,
b) w chwili uderzenia o podłoże,
c) gdy znajduje się ona na wysokości \(h_3\).
Wprowadź jednowymiarowy układ współrzędnych tak, aby punkt zero na osi znajdował się w miejscu wyrzucenia piłki, a oś \(y\) była skierowana pionowo do góry.

Zadanie 3

Na prostej łodydze rośliny o długości \(l = 10\text{ cm}\) znajdują się 3 biedronki. Skorzystaj ze skali podanej na rysunku i wyznacz współrzędne położenia środka każdej z biedronek. Przyjmij początek układu współrzędnych z lewej strony łodygi (\(x = 0\text{ cm}\)), a oś zwróconą w prawo.
1 cm

Zadanie 4

Autobus miejski o długości \(l_a = 12\text{ m}\) pokonał prostoliniowy odcinek drogi \(l_d = 60\text{ m}\) między dwoma kolejnymi przystankami. Przyjmij jednowymiarowy układ współrzędnych, którego początek znajduje się w miejscu, z którego ruszył autobus (przód autobusu w chwili początkowej). Oś współrzędnych jest skierowana w kierunku ruchu autobusu.

a) Wyznacz wektory położenia przodu, środka oraz tyłu autobusu w chwili, gdy jego przód dotarł do drugiego przystanku.
b) Podaj przykłady sytuacji, w których autobus można traktować jak punkt materialny. Zinterpretuj wyniki otrzymane w punkcie a), odnosząc się do pojęcia punktu materialnego.

Zadanie 5

Piłeczka kauczukowa, upuszczona z pewnej wysokości, odbiła się sprężyście od blatu biurka i wzniosła na wysokość \(h = 35\text{ cm}\) powyżej powierzchni blatu. Blat biurka znajduje się na wysokości \(h_b = 75\text{ cm}\) nad podłogą pokoju. Określ współrzędną położenia piłeczki w najwyższym punkcie jej lotu po odbiciu:
a) względem blatu biurka,
b) względem podłogi, na której stoi biurko.
W obu przypadkach skieruj oś liczbową pionowo w górę.

Zadanie 6

Do płaskiej platformy pomiarowej spoczywającej na stole laboratoryjnym przymocowano cztery siłomierze. Działają one w płaszczyźnie poziomej \(xy\), wywierając siły \(\vec{F}_1\), \(\vec{F}_2\), \(\vec{F}_3\) oraz \(\vec{F}_4\) o kierunkach, zwrotach i punktach zaczepienia przedstawionych na poniższym schemacie. Bok pojedynczej kratki odpowiada sile o wartości \(1\text{ N}\).

a) Wyznacz z siatki współrzędne \(x\) i \(y\) każdej z czterech sił działających na platformę.
b) Oblicz współrzędne wektora siły wypadkowej \(\vec{F}_w\).
c) Oblicz wartość (długość) siły wypadkowej \(\vec{F}_w\).
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x (N) -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 y (N) F1 F2 F4 F3

Grupa B

Zadanie 1

Dane są wektory \(\vec{a}\) i \(\vec{b}\) (patrz rysunek poniżej), których długości wynoszą odpowiednio \(|\vec{a}| = 4\text{ cm}\) i \(|\vec{b}| = 6\text{ cm}\).

Znajdź graficznie wektory:
a) \(\vec{c} = \vec{a} + \vec{b}\)
b) \(\vec{d} = \vec{a} - \vec{b}\)
c) \(\vec{e} = \vec{b} - \vec{a}\)

Podaj współrzędne i długości otrzymanych wektorów: \(\vec{c}\), \(\vec{d}\), \(\vec{e}\).
−3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 x [cm] a b

Zadanie 2

Uczeń wyrzucił pionowo w górę piłeczkę kauczukową z wysokości \(h_1 = 1{,}2\text{ m}\) nad podłożem. Piłeczka wzniosła się na maksymalną wysokość \(h_2 = 2{,}8\text{ m}\) nad podłoże, po czym spadła i po odbiciu od podłoża wzniosła się na wysokość \(h_3 = 0{,}7\text{ m}\). Narysuj wektor położenia piłeczki i oblicz współrzędną położenia piłeczki w przyjętym układzie współrzędnych:
a) gdy znajduje się ona w maksymalnym górnym położeniu,
b) w chwili uderzenia o podłoże,
c) gdy znajduje się ona na wysokości \(h_3\).
Wprowadź jednowymiarowy układ współrzędnych tak, aby punkt zero na osi znajdował się w miejscu wyrzucenia piłeczki, a oś \(y\) była skierowana pionowo do góry.

Zadanie 3

Na prostej łodydze rośliny o długości \(l = 12\text{ cm}\) znajdują się 3 biedronki. Skorzystaj ze skali podanej na rysunku i wyznacz współrzędne położenia środka każdej z biedronek. Przyjmij początek układu współrzędnych z lewej strony łodygi (\(x = 0\text{ cm}\)), a oś zwróconą w prawo.
1 cm

Zadanie 4

Tramwaj o długości \(l_t = 24\text{ m}\) pokonał prostoliniowy odcinek torowiska \(l_d = 120\text{ m}\) między dwoma kolejnymi sygnalizatorami świetlnymi. Przyjmij jednowymiarowy układ współrzędnych, którego początek znajduje się w miejscu, z którego ruszył tramwaj (przód tramwaju w chwili początkowej). Oś współrzędnych jest skierowana w kierunku ruchu tramwaju.

a) Wyznacz wektory położenia przodu, środka oraz tyłu tramwaju w chwili, gdy jego przód dotarł do drugiego sygnalizatora.
b) Podaj przykłady sytuacji, w których tramwaj można traktować jak punkt materialny. Zinterpretuj wyniki otrzymane w punkcie a), odnosząc się do pojęcia punktu materialnego.

Zadanie 6

W basenie aerodynamicznym badany jest model poduszkowca manewrowego. Włączone stery strumieniowe wywierają na jednostkę cztery poziome siły \(\vec{F}_1\), \(\vec{F}_2\), \(\vec{F}_3\) i \(\vec{F}_4\), których układ przedstawiono na poniższym rysunku w kartezjańskim układzie współrzędnych. Przyjmij, że pojedyncza kratka siatki odpowiada sile \(1\text{ N}\).

a) Odczytaj z siatki współrzędne \(x\) i \(y\) każdej z czterech sił manewrowych.
b) Oblicz współrzędne wektora siły wypadkowej \(\vec{F}_w\).
c) Oblicz wartość siły wypadkowej \(\vec{F}_w\) działającej na poduszkowiec.
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x (N) -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 y (N) F1 F2 F4 F3

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *