Test z Spadek swobodny

Pytanie 1: Wzór na przebytą drogę (h) w spadku swobodnym, gdzie t oznacza czas, a g przyspieszenie ziemskie, to h = g · t².

A. Tak

B. Nie

Wyjaśnienie: Zgodnie z materiałem, wzór na przebytą drogę (h) w spadku swobodnym bez oporu powietrza to h = ½ · g · t². W przedstawionym stwierdzeniu brakuje współczynnika ½.

Pytanie 2: Który z poniższych wzorów poprawnie opisuje czas spadania (t) ciała z wysokości (h) w ruchu swobodnym, przy założeniu, że g to przyspieszenie ziemskie?

A. t = 2h/g

B. t = √(2h/g)

C. t = gh/2

D. t = √(h/(2g))

Wyjaśnienie: Zgodnie z materiałami, czas spadania (t) potrzebny na pokonanie wysokości (h) w spadku swobodnym opisuje wzór t = √(2h/g). Wzór ten jest wyprowadzony z zależności między wysokością a czasem, h = ½ · g · t², poprzez przekształcenie go względem czasu t.

Pytanie 3: W przypadku spadania ciała w atmosferze ziemskiej, siła oporu powietrza jest stała i nie zmienia się wraz ze wzrostem prędkości ciała.

A. Tak

B. Nie

Wyjaśnienie: Zgodnie z materiałami, opór powietrza zależy od prędkości ciała – im większa prędkość, tym większy opór powietrza. Zatem siła oporu powietrza nie jest stała, lecz wzrasta wraz z prędkością.

Pytanie 4: Prędkość końcowa kamienia spadającego z wysokości 45 metrów w warunkach spadku swobodnego (bez oporu powietrza), wynosi 20 m/s.

A. Tak

B. Nie

Wyjaśnienie: Zgodnie z przykładem obliczeniowym, dla kamienia spadającego z wysokości 45 metrów w warunkach spadku swobodnego (przy g = 10 m/s²), czas spadania wynosi 3 sekundy. Prędkość końcowa jest obliczana jako v = g · t = 10 m/s² · 3 s = 30 m/s, a nie 20 m/s.

Pytanie 5: Dlaczego piórko osiąga znacznie niższą prędkość graniczną niż kamień?

A. Kamień ma większą gęstość niż piórko, co pozwala mu szybciej równoważyć siłę grawitacji.

B. Piórko ma znacznie większy stosunek powierzchni do masy, co powoduje, że opór powietrza szybko równoważy jego niewielki ciężar.

C. Kamień ma bardziej opływowy kształt, co zmniejsza opór powietrza i pozwala mu osiągnąć wyższą prędkość.

D. Siła grawitacji działa znacznie słabiej na piórko niż na kamień, co ogranicza jego przyspieszenie.

Wyjaśnienie: Piórko osiąga znacznie niższą prędkość graniczną niż kamień, ponieważ jego stosunek powierzchni do masy jest znacznie większy. To sprawia, że opór powietrza szybko równoważy niewielki ciężar piórka, prowadząc do osiągnięcia stałej, niższej prędkości.