ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →
Fizyka · powtórka działu · kl. 1

Grawitacja i elementy astronomii – powtórka do sprawdzianu

ogarniam.edu.pl · Fizyka · klasa 1 LOściąga z działu · próbny test: ogarniam.edu.pl/lo/1/fizyka/powtorka/grawitacja-i-elementy-astronomii/

Sprawdzian albo kartkówka z działu „Grawitacja i elementy astronomii”? Przeczytaj ściągę, rozwiąż próbny test (9 pytań z odpowiedziami), a potem sprawdź się w teście z wynikiem i oceną.

Tematy w dziale

✎Ściąga z działu

Prawo powszechnego ciążenia

  • F = G · m₁ · m₂ przez r2. Wzór dotyczy ciał punktowych i kulistych. Siła rośnie z iloczynem mas, a maleje z kwadratem odległości.
  • Oznaczenia: F – siła grawitacji [N]; G – stała grawitacji, G ≈ 6,67·10−⁠11 N·m²/kg²; m₁, m₂ – masy ciał [kg]; r – odległość między środkami ciał [m].
  • Dane: uczeń 60 kg, na powierzchni jego ciężar F₁ = m · g = 60 · 9,81 N ≈ 589 N. Wznosimy go na wysokość h = R (promień Ziemi).

Przyspieszenie grawitacyjne i prawa Keplera (rozszerzenie)

  • g = G · M przez r2, a na powierzchni planety g = G · M przez R2 (z m · g = G · M · m przez r2 po skróceniu m).
  • III prawo: T2 przez a3 = const dla ciał krążących wokół tego samego ciała centralnego (T – okres obiegu [s lub lata]; a – półoś wielka orbity [m lub au]).
  • Oznaczenia: g – przyspieszenie grawitacyjne [m/s²]; G – stała grawitacji [N·m²/kg²]; M – masa planety [kg]; r – odległość od środka planety [m]; R – promień planety [m].

Układ Słoneczny, Galaktyka i Wszechświat

  • Jednostka astronomiczna i rok świetlny to jednostki odległości, nie czasu.
  • Słońce to gwiazda. Ma ok. 99,8% masy całego układu, a jego grawitacja utrzymuje planety na orbitach.
  • Planety skaliste (Merkury, Wenus, Ziemia, Mars): małe, o dużej gęstości, z twardą powierzchnią.

Prędkości kosmiczne i ruch satelitów (rozszerzenie)

  • v = pierwiastek z G · M przez r, T = 2π · r przez v. Wyżej (większe r) satelita ma mniejszą szybkość i dłuższy okres.
  • I prędkość kosmiczna (orbita kołowa tuż nad powierzchnią): v₁ = pierwiastek z G · M przez R = pierwiastek z g · R. Dla Ziemi ok. 7,9 km/s.
  • II prędkość kosmiczna (ucieczki z pola grawitacyjnego planety): v₂ = pierwiastek z 2G · M przez R = pierwiastek z 2 · v₁. Dla Ziemi ok. 11,2 km/s.

Satelity, nieważkość i przeciążenie

  • Na orbicie kołowej grawitacja pełni rolę siły dośrodkowej: G · M · m przez r2 = m · v2 przez r
  • Satelita to ciało krążące po orbicie wokół większego ciała. Naturalny to np. Księżyc. Sztuczne to stacja ISS, satelity telekomunikacyjne, pogodowe i nawigacyjne (GPS).
  • Oznaczenia: G – stała grawitacji; M – masa Ziemi [kg]; m – masa satelity [kg]; r – promień orbity, liczony od środka Ziemi [m]; v – szybkość satelity [m/s].

?Próbny sprawdzian

Pytania z każdego tematu działu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź z wyjaśnieniem.

  1. Od czego zależy siła grawitacji między dwoma ciałami?

    1. ATylko od odległości między nimi
    2. BTylko od większej z mas
    3. COd iloczynu ich mas i kwadratu odległości między środkami
    4. DOd sumy mas
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: Od iloczynu ich mas i kwadratu odległości między środkami – F = G · m₁m₂/r². Rośnie z iloczynem mas, maleje z kwadratem odległości.

  2. Jak zmieni się siła grawitacji, gdy odległość między ciałami wzrośnie 3 razy?

    1. AZmaleje 6 razy
    2. BZmaleje 3 razy
    3. CWzrośnie 9 razy
    4. DZmaleje 9 razy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Zmaleje 9 razy – F ~ 1/r², więc trzy razy większa odległość to dziewięć razy mniejsza siła.

  3. Jak zmieni się siła grawitacji, gdy masa jednego z ciał wzrośnie 2 razy (odległość bez zmian)?

    1. AZmaleje 2 razy
    2. BWzrośnie 4 razy
    3. CNie zmieni się
    4. DWzrośnie 2 razy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Wzrośnie 2 razy – F jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas.

  4. Czym jest rok świetlny?

    1. APrędkością światła w próżni
    2. BOdległością, jaką światło przebywa w próżni w ciągu roku
    3. CCzasem, w którym światło dociera ze Słońca do Ziemi
    4. DCzasem jednego obiegu Ziemi wokół Słońca
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Odległością, jaką światło przebywa w próżni w ciągu roku – Rok świetlny to jednostka długości: ok. 9,46·10¹⁵ m.

  5. Jaka jest kolejność planet od Słońca?

    1. AMerkury, Ziemia, Wenus, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun
    2. BWenus, Merkury, Ziemia, Mars, Saturn, Jowisz, Neptun, Uran
    3. CZiemia, Mars, Wenus, Merkury, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun
    4. DMerkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun – Pierwsze cztery planety są skaliste, kolejne cztery to olbrzymy.

  6. Które z wymienionych ciał jest planetą skalistą?

    1. ASaturn
    2. BMars
    3. CNeptun
    4. DJowisz
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Mars – Do planet skalistych należą Merkury, Wenus, Ziemia i Mars.

  7. Co sprawia, że satelita krąży wokół Ziemi?

    1. ANie działa na niego żadna siła
    2. BSiła odśrodkowa równoważy grawitację
    3. CGrawitacja pełni rolę siły dośrodkowej
    4. DCiągła praca silników rakietowych
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: Grawitacja pełni rolę siły dośrodkowej – Satelita krąży swobodnie, a siłą dośrodkową jest przyciąganie Ziemi.

  8. Dlaczego satelita nie spada na Ziemię?

    1. ASpada cały czas, ale dzięki prędkości poziomej omija jej powierzchnię
    2. BBo Ziemia go odpycha
    3. CBo jest lżejszy od powietrza
    4. DBo jest za wysoko, żeby działała grawitacja
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Spada cały czas, ale dzięki prędkości poziomej omija jej powierzchnię – Grawitacja ciągle zakrzywia jego tor, a powierzchnia Ziemi „ucieka” spod spadającego satelity.

  9. Kiedy człowiek stojący na wadze w windzie jest w stanie przeciążenia?

    1. AGdy winda rusza w górę
    2. BGdy winda spada swobodnie
    3. CGdy winda rusza w dół
    4. DGdy winda jedzie w górę ze stałą prędkością
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Gdy winda rusza w górę – Przy przyspieszeniu skierowanym w górę nacisk na podłogę jest większy niż ciężar.

Sprawdzian już blisko? Zrób test z całego działu

10 losowych pytań z tematów działu, wynik w procentach i ocena od 1 do 6. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.