Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, ośrodek w Sosnowcu
kierunek: Automatyka i Robotyka, semestr I
Ćwiczenia tablicowe z fizyki
zestaw 3

1. W jakiej odległości od środka Ziemi rakieta kosmiczna, podążająca w kierunku Księżyca, będzie przyciągana taką samą siłą przez Księżyc i Ziemię?
   
   
2. Wyznaczyć promień orbity geostacjonarnej satelity telekomunikacyjnego nadającego sygnał TV na obszar Europy Centralnej.
   
   
3. Jaki będzie stosunek ciężarów Q_J i Q_S człowieka na powierzchni planet Jowisza i Saturna do jego ciężaru Q_Z na powierzchni Ziemi, jeżeli wiadomo, że stosunek mas tych planet do masy Ziemi wynosi odpowiednio M_S/M_Z = 95,22 oraz M_J/M_Z = 318,35, a stosunek promieni wynosi R_S/R_Z = 9,47 oraz R_J/R_Z = 11,27.
   
   
4. Statek kosmiczny o masie m krąży swobodnie (bez napędu) po orbicie okołoziemskiej o promieniu R. Obliczyć całkowitą energię mechaniczną statku E_k+E_p. Sporządzić wykres całkowitej energii statku w zależności od promienia orbity.
   
   
5. Pociąg o masie m=2000 t porusza się z prędkością v=54  [(km)/(h)] na szerokości geograficznej j = 60 ^°. Określić poziomą składową siły F, jaką pociąg działa na szyny poruszając się :
   1. wzdłuż południka,
      
      
   2. wzdłuż równoleżnika.
      
      
   
   
   
6. Znaleźć średnią gęstość Ziemi jeżeli wiadomo, że jej promień R_z=6370 km, a przyspieszenie swobodnego spadku g=9,81  [(m)/(s²)].
   
   
7. Ile razy zmniejszy się ciężar ciała alpinisty po jego przejściu z wybrzeża Oceanu Indyjskiego na szczyt K2. Podczas wyprawy alpinista ani nie przytył ani nie schudł.
   
   
8. Promień orbity stacjonarnej satelity krążącego wokół nieznanej planety wynosi R, a natężenie pola grawitacyjnego na tej orbicie wynosi g. Obliczyć okres obrotu T tej planety dookoła swej osi oraz masę M tej planety.
   
   
9. Ciało o masie m puszczone z wysokości h z prędkością początkową równą zeru spadło po czasie t = 1,03 Ö{[(2h)/(g)]}. Jaka jest średnia siła tarcia F_t na tej drodze? Nie uwzględniać siły wyporu.
   
   
10. Balon opada ze stałą prędkością. Jaką masę m balastu należy wyrzucić, aby balon zaczął wznosić się z tą samą prędkością? Przyjąć, że masa balonu M i siła wyporu F_w są znane.
    
    
11. Zegar wahadłowy, który posiada wahadło sekundowe, tzn. o okresie drgań T₁=1 s, wskazuje dokładny czas na powierzchni Ziemi. O ile sekund będzie się spóźniał zegar w ciągu tygodnia, jeżeli zostanie przeniesiony do kawiarni na szczycie wieży Eifla w Paryżu?
    
    
12. Znaleźć wartość drugiej szybkości kosmicznej, tzn. najmniejszej szybkości początkowej, która zapewniłaby ciału wyrzuconemu z powierzchni Ziemi oddalenie się do nieskończoności, gdyby nie było oporu powietrza.