{"id":"fizyka-2021-czerwiec-matura-rozszerzona/zad/9.2","paper_id":"fizyka-2021-czerwiec-matura-rozszerzona","number":"9.2","points":3,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"matura","year":2021,"month":"czerwiec","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9.2. (0-3)\nOblicz wartość pionowej składowej siły oddziaływania jednego drutu na miedziany pręt.\nPomiń wpływ pola magnetycznego pochodzącego od prądów płynących w obwodzie.\nEFAP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 9.2. (0-3)\nZasady oceniania\n3 pkt - poprawna metoda obliczenia siły, z jaką drut działa na pręt, oraz prawidłowy wynik\nliczbowy z jednostką.\n2 pkt - poprawne zapisanie warunku równowagi wszystkich sił działających na pręt, łącznie\nz uwzględnieniem wzoru na siłę elektrodynamiczną, siłę grawitacji oraz związku\nmiędzy napięciem a natężeniem prądu i oporem obwodu.\n1 pkt - poprawne zapisanie warunku równowagi wszystkich sił działających na pręt\nLUB\n- poprawna metoda obliczenia wartości siły elektrodynamicznej działającej na pręt oraz\nprawidłowy wynik liczbowy z jednostką: 𝐹𝑒𝑑= 2,4 N.\n0 pkt - brak spełnienia powyższych kryteriów.\nPrzykładowe rozwiązanie\nSiłę oddziaływania jednego drutu (siłę reakcji drutu) na pręt oznaczymy jako 𝑭 𝒓. Oprócz tego\nna pręt działa siła elektrodynamiczna (skierowana w dół) oraz siła grawitacji. Pręt spoczywa\nw układzie inercjalnym, zatem siła wypadkowa działająca na pręt wynosi zero:\n𝐹 𝑟+ 𝐹 𝑟+ 𝐹 𝑔+ 𝐹 𝑒𝑑= 0 (zapis wektorowy)\n𝐹𝑟+ 𝐹𝑟= 𝐹𝑔+ 𝐹𝑒𝑑 (zapis na wartościach sił)\nWykorzystamy wzór na siłę elektrodynamiczną, siłę grawitacji oraz związek między napięciem\na natężeniem prądu:\n𝐹𝑒𝑑= 𝐼𝑙𝐵 𝐹𝑔= 𝑚𝑔 𝐼= 𝑈\n𝑅\nZatem:\n𝐹𝑟= 1\n2 ⋅(𝑚𝑔+ 𝑈𝑙𝐵\n𝑅)\n𝐹𝑟= 1\n2 ⋅(0,24 kg ⋅9,81 N\nkg + 6 V ⋅1,2 m ⋅0,5 T\n1,5 Ω\n) = 2,377 … N ≈2,38 N","solution":"$F_r \\approx 2,38 \\text{ N}$","image":"img/fizyka-2021-czerwiec-matura-rozszerzona/zad-9.2.webp","solution_image":null,"topics":"Pole magnetyczne","page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"zadaniazmatur","text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · czerwiec 2021 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 9.2. (0-3)
Oblicz wartość pionowej składowej siły oddziaływania jednego drutu na miedziany pręt.
Pomiń wpływ pola magnetycznego pochodzącego od prądów płynących w obwodzie.
EFAP-R0_100

","answer_text_html":"

Zadanie 9.2. (0-3)
Zasady oceniania
3 pkt - poprawna metoda obliczenia siły, z jaką drut działa na pręt, oraz prawidłowy wynik
liczbowy z jednostką.
2 pkt - poprawne zapisanie warunku równowagi wszystkich sił działających na pręt, łącznie
z uwzględnieniem wzoru na siłę elektrodynamiczną, siłę grawitacji oraz związku
między napięciem a natężeniem prądu i oporem obwodu.
1 pkt - poprawne zapisanie warunku równowagi wszystkich sił działających na pręt
LUB

\n\n

prawidłowy wynik liczbowy z jednostką: 𝐹𝑒𝑑= 2,4 N.
0 pkt - brak spełnienia powyższych kryteriów.
Przykładowe rozwiązanie
Siłę oddziaływania jednego drutu (siłę reakcji drutu) na pręt oznaczymy jako 𝑭 𝒓. Oprócz tego
na pręt działa siła elektrodynamiczna (skierowana w dół) oraz siła grawitacji. Pręt spoczywa
w układzie inercjalnym, zatem siła wypadkowa działająca na pręt wynosi zero:
𝐹 𝑟+ 𝐹 𝑟+ 𝐹 𝑔+ 𝐹 𝑒𝑑= 0 (zapis wektorowy)
𝐹𝑟+ 𝐹𝑟= 𝐹𝑔+ 𝐹𝑒𝑑 (zapis na wartościach sił)
Wykorzystamy wzór na siłę elektrodynamiczną, siłę grawitacji oraz związek między napięciem
a natężeniem prądu:
𝐹𝑒𝑑= 𝐼𝑙𝐵 𝐹𝑔= 𝑚𝑔 𝐼= 𝑈
𝑅
Zatem:
𝐹𝑟= 1
2 ⋅(𝑚𝑔+ 𝑈𝑙𝐵
𝑅)
𝐹𝑟= 1
2 ⋅(0,24 kg ⋅9,81 N
kg + 6 V ⋅1,2 m ⋅0,5 T
1,5 Ω
) = 2,377 … N ≈2,38 N

","solutions":[{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"

$F_r \\approx 2,38 \\text{ N}$

"}]}