{"id":"fizyka-2006-styczen-probna-rozszerzona/zad/28","paper_id":"fizyka-2006-styczen-probna-rozszerzona","number":"28","points":null,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"probna","year":2006,"month":"styczen","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 28. Sonda Pioneer (9 pkt)\nPod koniec kwietnia wielki radioteleskop w Madrycie wykrył słaby sygnał sztucznego\npochodzenia z kierunku konstelacji Byka. To nie kosmici. Odezwała się sonda Pioneer 10,\nktóra z niewiadomych przyczyn milczała, od ośmiu miesięcy. [ ]\nSygnał miał moc słabszą niż miliardowa (10-9) część bilionowej(10-12) części wata. Leciał do\nZiemi prawie 11 godzin. To dlatego, że Pioneer 10 zawędrował już bardzo daleko - jest dziś\nw odległości dwa razy większej od Słońca niż planeta Pluton, czyli ok. 11,2 mld km. [ ]\nTeraz Pioneer 10 leci z prędkością 13 km/s w kierunku czerwonej gwiazdy Aldebaran\nw konstelacji Byka, która jest oddalona o 71 lat świetlnych i 155 razy jaśniejsza niż nasze\nSłońce. Sonda zmaga się tylko z upływem czasu. - Nasza gwarancja skończyła się już po 21\nmiesiącach, a dziś upływa 28. rok działania sondy - mówi szef misji Larry Lasher z NASA.\nPioneer 10 jest zasilany przez radioaktywny pluton-238. Rozpad plutonu generuje ciepło,\nzamieniane potem na elektryczność. Pluton wprawdzie rozpada się dość wolno - połowa\npaliwa znika po 92 latach, ale szybciej ulegają degradacji elementy, które przekształcają\nciepło w prąd elektryczny\n(na podstawie: Piotr Cieśliński, Wieści z daleka. Gazeta Wyborcza 4 maja 2001 r.)\n28.1 (4 pkt)\nOszacuj czas (w latach) potrzebny na dotarcie sondy z Ziemi w pobliże orbity Plutona oraz\nczas podróży w pobliże gwiazdy Aldebaran. Odpowiedź uzasadnij obliczeniami. Przyjmij, że\nwartość prędkości sondy jest stała.\n10\nArkusz II\n28.2 (1 pkt)\nPoniższy diagram ma przedstawiać ciąg przemian energetycznych związanych z wysłaniem\ninformacji przez sondę Pioneer 10. Uzupełnij diagram, wpisując w puste ramki rodzaj energii.\n28.3 (4 pkt)\nStosowany do zasilania sondy Pioneer 10 izotop promieniotwórczy\nPu\n238\n94\nrozpada się na\n234\n92U. Z kolei uran rozpada się na\nTh\n230\n90\n(czas połowicznego rozpadu uranu około\n2,5⋅105 lat). Energie wydzielane w tych dwóch przemianach promieniotwórczych nie różnią\nsię znacząco. Uran mógłby więc stanowić nowe źródło energii.\na) Jaka cząstka wyzwala się w czasie rozpadu plutonu, a jaka w czasie rozpadu uranu?\nZapisz te reakcje. (1 pkt)\nb) Oszacuj stosunek mocy wydzielanej przez próbki plutonu - 238 i uranu - 234,\nzawierające takie same liczby jąder. Czy powstający na pokładzie Pioneera 10 uran\nmógłby stanowić dla sondy nowe wydajne źródło energii? Odpowiedź uzasadnij. (3 pkt)\n11\nArkusz II\nBRUDNOPIS","answer":null,"answer_text":null,"solution":null,"image":"img/fizyka-2006-styczen-probna-rozszerzona/zad-28.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":9,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura próbna · styczeń 2006 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura próbna","text_html":"

Zadanie 28. Sonda Pioneer (9 pkt)
Pod koniec kwietnia wielki radioteleskop w Madrycie wykrył słaby sygnał sztucznego
pochodzenia z kierunku konstelacji Byka. To nie kosmici. Odezwała się sonda Pioneer 10,
która z niewiadomych przyczyn milczała, od ośmiu miesięcy. [ ]
Sygnał miał moc słabszą niż miliardowa (10-9) część bilionowej(10-12) części wata. Leciał do
Ziemi prawie 11 godzin. To dlatego, że Pioneer 10 zawędrował już bardzo daleko - jest dziś
w odległości dwa razy większej od Słońca niż planeta Pluton, czyli ok. 11,2 mld km. [ ]
Teraz Pioneer 10 leci z prędkością 13 km/s w kierunku czerwonej gwiazdy Aldebaran
w konstelacji Byka, która jest oddalona o 71 lat świetlnych i 155 razy jaśniejsza niż nasze
Słońce. Sonda zmaga się tylko z upływem czasu. - Nasza gwarancja skończyła się już po 21
miesiącach, a dziś upływa 28. rok działania sondy - mówi szef misji Larry Lasher z NASA.
Pioneer 10 jest zasilany przez radioaktywny pluton-238. Rozpad plutonu generuje ciepło,
zamieniane potem na elektryczność. Pluton wprawdzie rozpada się dość wolno - połowa
paliwa znika po 92 latach, ale szybciej ulegają degradacji elementy, które przekształcają
ciepło w prąd elektryczny
(na podstawie: Piotr Cieśliński, Wieści z daleka. Gazeta Wyborcza 4 maja 2001 r.)
28.1 (4 pkt)
Oszacuj czas (w latach) potrzebny na dotarcie sondy z Ziemi w pobliże orbity Plutona oraz
czas podróży w pobliże gwiazdy Aldebaran. Odpowiedź uzasadnij obliczeniami. Przyjmij, że
wartość prędkości sondy jest stała.
10
Arkusz II
28.2 (1 pkt)
Poniższy diagram ma przedstawiać ciąg przemian energetycznych związanych z wysłaniem
informacji przez sondę Pioneer 10. Uzupełnij diagram, wpisując w puste ramki rodzaj energii.
28.3 (4 pkt)
Stosowany do zasilania sondy Pioneer 10 izotop promieniotwórczy
Pu
238
94
rozpada się na
234
92U. Z kolei uran rozpada się na
Th
230
90
(czas połowicznego rozpadu uranu około
2,5⋅105 lat). Energie wydzielane w tych dwóch przemianach promieniotwórczych nie różnią
się znacząco. Uran mógłby więc stanowić nowe źródło energii.
a) Jaka cząstka wyzwala się w czasie rozpadu plutonu, a jaka w czasie rozpadu uranu?
Zapisz te reakcje. (1 pkt)
b) Oszacuj stosunek mocy wydzielanej przez próbki plutonu - 238 i uranu - 234,
zawierające takie same liczby jąder. Czy powstający na pokładzie Pioneera 10 uran
mógłby stanowić dla sondy nowe wydajne źródło energii? Odpowiedź uzasadnij. (3 pkt)
11
Arkusz II
BRUDNOPIS

","solutions":[]}