{"id":"fizyka-2018-maj-matura-rozszerzona/zad/5.1","paper_id":"fizyka-2018-maj-matura-rozszerzona","number":"5.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"fizyka","category":"matura","year":2018,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.1. (0-1)\nZaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A-C oraz jego poprawne\nuzasadnienie wybrane spośród 1.-3.\nW opisanej sytuacji, gdy oba pudełka się nie poruszają, wartość siły tarcia działającej na górne\npudełko jest równa około\nA. 2 N\nponieważ\n1.\ntaka jest wartość ciężaru piasku w górnym pudełku.\nB. 2,5 N\n2.\nwynika to ze wzoru na wartość maksymalnej siły tarcia.\nC. 10 N\n3.\ntaka jest wartość ciężaru piasku w dolnym pudełku.","answer":"E","answer_text":"Zadanie 5.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Znajomość i umiejętność\nwykorzystania pojęć i praw fizyki\ndo wyjaśniania procesów i zjawisk\nw przyrodzie.\nZdający:\n1.4) (G) opisuje zachowanie się ciał na\npodstawie pierwszej zasady dynamiki Newtona,\n1.9) stosuje trzecią zasadę dynamiki Newtona\ndo opisu zachowania się ciał,\n1.12) posługuje się pojęciem siły tarcia do\nwyjaśniania ruchu ciał.\nSchemat punktowania\n1 p. - poprawna odpowiedź.\n0 p. - brak spełnienia powyższego kryterium.\nPoprawna odpowiedź\nA3","solution":"## Poprawna odpowiedz\n\n**Poprawna odpowiedz wg klucza CKE: A3**\n\nWartosc sily tarcia dzialajacej na gorne pudelko jest rowna okolo **2 N** (odpowiedz **A**), poniewaz **taka jest wartosc ciezaru piasku w dolnym pudelku** (uzasadnienie **3**).\n\nUklad jest w spoczynku, wiec sila tarcia statycznego rownowazy napiecie linki, ktore z kolei rownowazy ciezar dolnego pudelka z piaskiem.\n\n## Sposob 1 - Rownowaga sil (uklad statyczny)\n\n**Krok 1. Dane.** Masa piasku w dolnym pudelku: \\(m_d = 0{,}2\\ \\text{kg}\\). Masy pudelek i linki pomijalne. Przyjmujemy \\(g = 10\\ \\text{m/s}^2\\).\n\n**Krok 2. Dolne pudelko (zwisa swobodnie).**\nDziala na nie ciezar \\(W_d = m_d g = 0{,}2 \\cdot 10 = 2\\ \\text{N}\\) (w dol) oraz napiecie linki \\(T\\) (w gore). W rownowadze:\n\\[T = W_d = 2\\ \\text{N}\\]\n\n**Krok 3. Gorne pudelko (na blacie).**\nPoziomo dziala napiecie linki \\(T = 2\\ \\text{N}\\) (ku bloczkowi) oraz sila tarcia statycznego \\(f\\) (przeciwnie). W rownowadze:\n\\[f = T = 2\\ \\text{N}\\]\n\n**Wniosek:** sila tarcia jest rowna ciezarowi piasku w **dolnym** pudelku (\\(2\\ \\text{N}\\)) - to wlasnie uzasadnienie **3**. Tarcie statyczne przyjmuje dokladnie taka wartosc, jaka jest potrzebna do rownowagi - **nie** wartosc maksymalna.\n\n## Sposob 2 - Sprawdzenie przez maksymalne tarcie statyczne\n\n\\[N = m_g g = 1 \\cdot 10 = 10\\ \\text{N}, \\qquad f_{\\max} = \\mu_s N = 0{,}25 \\cdot 10 = 2{,}5\\ \\text{N}\\]\n\nPoniewaz wymagane tarcie \\(T = 2\\ \\text{N} < f_{\\max} = 2{,}5\\ \\text{N}\\), uklad moze trwac w spoczynku. Rzeczywiste tarcie = **2 N**, nie 2,5 N. Wartosc 2,5 N (odpowiedz B z uzasadnieniem 2) jest bledna, bo wzor \\(f = \\mu_s N\\) daje tarcie **maksymalne**, a nie rzeczywiste.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **Zadanie 5.1 (0-1)**\n> - **1 p.** - poprawna odpowiedz.\n> - **0 p.** - brak spelnienia powyzszego kryterium.\n>\n> **Poprawna odpowiedz: A3** (wartosc sily tarcia jest rowna okolo 2 N, poniewaz taka jest wartosc ciezaru piasku w dolnym pudelku).\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> - **II zasada Newtona / rownowaga:** \\(\\sum \\vec{F} = 0\\)\n> - **Sila tarcia statycznego:** \\(f_s \\leq \\mu_s N\\) (tarcie przyjmuje wartosc potrzebna do rownowagi)\n> - **Ciezar:** \\(W = mg\\)\n\n## Typowe pulapki\n\n> Uwaga: Uzasadnienie poprawne to **3** (ciezar piasku w **dolnym** pudelku), a nie 1 (gorne) ani 2 (wzor na maksymalne tarcie). Uklad jest w rownowadze, wiec tarcie = napiecie linki = ciezar dolnego pudelka = 2 N.\n\n> Uwaga: Nie uznaje sie odpowiedzi 2,5 N - to maksymalne tarcie statyczne, a nie rzeczywista wartosc sily tarcia w stanie spoczynku.","image":"img/fizyka-2018-maj-matura-rozszerzona/zad-5.1.webp","solution_image":null,"topics":"Dynamika","page_from":5,"source":"ocr","answer_source":"maturazai","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · maj 2018 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 5.1. (0-1)
Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A-C oraz jego poprawne
uzasadnienie wybrane spośród 1.-3.
W opisanej sytuacji, gdy oba pudełka się nie poruszają, wartość siły tarcia działającej na górne
pudełko jest równa około
A. 2 N
ponieważ
1.
taka jest wartość ciężaru piasku w górnym pudełku.
B. 2,5 N
2.
wynika to ze wzoru na wartość maksymalnej siły tarcia.
C. 10 N
3.
taka jest wartość ciężaru piasku w dolnym pudełku.

","answer_text_html":"

Zadanie 5.1. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
I. Znajomość i umiejętność
wykorzystania pojęć i praw fizyki
do wyjaśniania procesów i zjawisk
w przyrodzie.
Zdający:
1.4) (G) opisuje zachowanie się ciał na
podstawie pierwszej zasady dynamiki Newtona,
1.9) stosuje trzecią zasadę dynamiki Newtona
do opisu zachowania się ciał,
1.12) posługuje się pojęciem siły tarcia do
wyjaśniania ruchu ciał.
Schemat punktowania
1 p. - poprawna odpowiedź.
0 p. - brak spełnienia powyższego kryterium.
Poprawna odpowiedź
A3

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedz

\n

Poprawna odpowiedz wg klucza CKE: A3

\n

Wartosc sily tarcia dzialajacej na gorne pudelko jest rowna okolo 2 N (odpowiedz A), poniewaz taka jest wartosc ciezaru piasku w dolnym pudelku (uzasadnienie 3).

\n

Uklad jest w spoczynku, wiec sila tarcia statycznego rownowazy napiecie linki, ktore z kolei rownowazy ciezar dolnego pudelka z piaskiem.

\n

Sposob 1 - Rownowaga sil (uklad statyczny)

\n

Krok 1. Dane. Masa piasku w dolnym pudelku: \\(m_d = 0{,}2\\ \\text{kg}\\). Masy pudelek i linki pomijalne. Przyjmujemy \\(g = 10\\ \\text{m/s}^2\\).

\n

Krok 2. Dolne pudelko (zwisa swobodnie).
Dziala na nie ciezar \\(W_d = m_d g = 0{,}2 \\cdot 10 = 2\\ \\text{N}\\) (w dol) oraz napiecie linki \\(T\\) (w gore). W rownowadze:
\\[T = W_d = 2\\ \\text{N}\\]

\n

Krok 3. Gorne pudelko (na blacie).
Poziomo dziala napiecie linki \\(T = 2\\ \\text{N}\\) (ku bloczkowi) oraz sila tarcia statycznego \\(f\\) (przeciwnie). W rownowadze:
\\[f = T = 2\\ \\text{N}\\]

\n

Wniosek: sila tarcia jest rowna ciezarowi piasku w dolnym pudelku (\\(2\\ \\text{N}\\)) - to wlasnie uzasadnienie 3. Tarcie statyczne przyjmuje dokladnie taka wartosc, jaka jest potrzebna do rownowagi - nie wartosc maksymalna.

\n

Sposob 2 - Sprawdzenie przez maksymalne tarcie statyczne

\n

\\[N = m_g g = 1 \\cdot 10 = 10\\ \\text{N}, \\qquad f_{\\max} = \\mu_s N = 0{,}25 \\cdot 10 = 2{,}5\\ \\text{N}\\]

\n

Poniewaz wymagane tarcie \\(T = 2\\ \\text{N} < f_{\\max} = 2{,}5\\ \\text{N}\\), uklad moze trwac w spoczynku. Rzeczywiste tarcie = 2 N, nie 2,5 N. Wartosc 2,5 N (odpowiedz B z uzasadnieniem 2) jest bledna, bo wzor \\(f = \\mu_s N\\) daje tarcie maksymalne, a nie rzeczywiste.

\n

Schemat oceniania CKE

\n
Zadanie 5.1 (0-1)
- 1 p. - poprawna odpowiedz.
- 0 p. - brak spelnienia powyzszego kryterium.

Poprawna odpowiedz: A3 (wartosc sily tarcia jest rowna okolo 2 N, poniewaz taka jest wartosc ciezaru piasku w dolnym pudelku).
\n

Wzory z karty CKE

\n
- II zasada Newtona / rownowaga: \\(\\sum \\vec{F} = 0\\)
- Sila tarcia statycznego: \\(f_s \\leq \\mu_s N\\) (tarcie przyjmuje wartosc potrzebna do rownowagi)
- Ciezar: \\(W = mg\\)
\n

Typowe pulapki

\n
Uwaga: Uzasadnienie poprawne to 3 (ciezar piasku w dolnym pudelku), a nie 1 (gorne) ani 2 (wzor na maksymalne tarcie). Uklad jest w rownowadze, wiec tarcie = napiecie linki = ciezar dolnego pudelka = 2 N.
\n
Uwaga: Nie uznaje sie odpowiedzi 2,5 N - to maksymalne tarcie statyczne, a nie rzeczywista wartosc sily tarcia w stanie spoczynku.
"}]}