WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI NA
POSZCZEGÓLNE STOPNIE SZKOLNE DLA
LICEUM CZTEROLETNIEGO ZAKRES
ROZSZERZONY KLASA II
ROK SZKOLNY 2020/2021
Temat
według programu |
Wymagania
konieczne (ocena
dopuszczająca) Uczeń
potrafi: |
Wymagania
podstawowe Uczeń
sprostał wymaganiom na niższy stopień oraz potrafi: |
Wymagania
rozszerzające Uczeń
sprostał wymaganiom na niższe stopnie oraz potrafi: |
Wymagania
dopełniające Uczeń
sprostał wymaganiom na niższe stopnie oraz potrafi: |
Dział
6. Ruch postępowy i ruch obrotowy bryły sztywnej |
||||
1.Iloczyn wektorowy dwóch wektorów |
·
zdefiniować i zapisać wzorem iloczyn
wektorowy dwóch wektorów, ·
podać wzór na wartość iloczynu wektorowego
wektorów prostopadłych |
·
podać kierunek, zwrot i wartość
wektora, który stanowi wynik mnożenia wektorowego |
·
wyjaśnić, co to znaczy, że iloczyn
wektorowy jest nieprzemienny |
·
pomnożyć wektorowo dwa wektory o
dowolnych kierunkach i zwrotach |
2. Ruch obrotowy bryły sztywnej |
·
wymienić cechy modelu, jakim jest bryła
sztywna, ·
podać przykłady ruchu postępowego i
obrotowego bryły sztywnej |
·
posługiwać się pojęciami: szybkość kątowa
średnia i chwilowa, prędkość kątowa średnia i chwilowa, przyspieszenie
kątowe średnie i chwilowe |
·
wyprowadzić i objaśnić związki między
wielkościami opisującymi ruch obrotowy |
·
precyzyjnym językiem fizyki objaśnić
analogie między wielkościami kinematycznymi dla ruchu postępowego
i obrotowego |
3. Energia kinetyczna bryły sztywnej |
·
podać i objaśnić wzór na energię
kinetyczną bryły wykonującej ruch obrotowy, ·
podać wzór na moment bezwładności punktu
materialnego względem wybranej osi obrotu |
·
obliczyć energię kinetyczną obracającej
się bryły, znając jej szybkość kątową i moment bezwładności względem osi
symetrii |
·
wyprowadzić wzór na energię kinetyczną
obracającej się bryły, ·
zdefiniować moment bezwładności i
uzasadnić pogląd, że charakteryzuje on bezwładność bryły, ·
korzystać z twierdzenia Steinera do
obliczania momentów bezwładności |
·
stosować definicję momentu bezwładności i wyprowadzać
wzory na momenty bezwładności wybranych brył |
4–6. Przyczyny zmian ruchu obrotowego. Moment siły |
·
wykazać, że działanie siły nie wystarcza
do wprawienia bryły w ruch obrotowy, ·
na podstawie wzoru obliczyć wartość
momentu siły |
·
na podstawie wzoru definicyjnego obliczyć
wartość momentu siły i podać jego kierunek i zwrot, ·
podać przykłady ruchów obrotowych
jednostajnych i zmiennych |
·
formułować pierwszą i drugą zasadę
dynamiki dla ruchu obrotowego, ·
podać warunki wykonywania ruchów
obrotowych jednostajnie i niejednostajnie zmiennych |
·
wykazać, że przy obracaniu bryły pracę
wykonuje moment siły, ·
wyprowadzić i objaśnić wzór na moc
chwilową w ruchu obrotowym bryły |
7–8. Równowaga bryły sztywnej |
·
wymienić przykłady maszyn prostych i
opisać zasadę działania jednej z nich |
·
podać warunki równowagi bryły sztywnej, ·
podać sposoby praktycznego wykorzystania
maszyn prostych |
·
na podstawie odpowiednich obliczeń
wyjaśnić zasadę działania dźwigni jedno- i dwustronnej, bloku
nieruchomego i ruchomego oraz kołowrotu |
·
wyjaśnić zasadę działania wielokrążka |
9–10. Badanie ruchu ciał o różnych momentach
bezwładności |
·
aktywnie uczestniczyć przy wykonywaniu
pomiarów w doświadczalnym badaniu zależności wartości przyspieszenia kątowego
od momentu bezwładności bryły |
·
aktywnie uczestniczyć przy wykonywaniu
pomiarów i obliczeń dotyczących badania zależności wartości
przyspieszenia kątowego od momentu bezwładności bryły |
·
zaprezentować teoretyczne przygotowanie
do zbadania zależności przyspieszenia kątowego od momentu bezwładności bryły |
·
obliczyć i skomentować niepewności
pomiarowe wyznaczonej doświadczalnie wartości przyspieszenia kątowego bryły
sztywnej |
11–12. Moment pędu |
·
wymienić moment pędu jako wielkość służącą
do opisu ruchu obrotowego, która nie ulega zmianie, gdy wypadkowy moment sił
działających na bryłę jest równy zeru |
·
napisać wzór na moment pędu punktu
materialnego poruszającego się ruchem jednostajnym po okręgu, ·
podać kierunek i zwrot momentu pędu |
·
zapisać i objaśnić związek momentu pędu
bryły obracającej się wokół osi symetrii z momentem bezwładności tej bryły, ·
zapisać i objaśnić drugą zasadę dynamiki w
postaci i
wywnioskować z niej zasadę zachowania momentu pędu |
·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
uzyskania związku między momentem pędu i momentem bezwładności bryły, ·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
wyrażenia drugiej zasady dynamiki w postaci |
13. Sprawdzanie zasady zachowania momentu pędu |
·
obserwować ruch układu (człowiek z
hantlami na fotelu obrotowym), którego moment bezwładności ulega zmianie
i wnioskować na tej podstawie o momencie pędu układu |
·
obserwować ruch układu (człowiek z
wirującym kołem na fotelu obrotowym), którego moment bezwładności ulega
zmianie i wnioskować na tej podstawie o momencie pędu układu |
·
za pomocą wahadła Oberbecka
wykonać doświadczenie sprawdzające zasadę zachowania momentu pędu |
·
obliczyć i skomentować niepewności
pomiarowe przy porównywaniu momentów pędu w doświadczeniu sprawdzającym
zasadę zachowania momentu pędu układu |
14. Analogie w opisie ruchów postępowego
i obrotowego |
·
większości dynamicznych wielkości
fizycznych służących do opisu ruchu postępowego przypisać odpowiednie
wielkości służące do opisu ruchu obrotowego |
·
wszystkim dynamicznym wielkościom
fizycznym służącym do opisu ruchu postępowego przypisać odpowiednie wielkości
służące do opisu ruchu obrotowego i wyrazić je odpowiednimi wzorami |
·
wykorzystać analogie w opisie ruchu
postępowego i obrotowego do rozwiązywania typowych zadań |
·
wykorzystać analogie w opisie ruchu
postępowego i obrotowego do rozwiązywania zadań o podwyższonym stopniu
trudności |
15–17. Złożenie ruchów postępowego
i obrotowego: toczenie |
·
opisać toczenie bryły jako złożenie ruchu
postępowego względem podłoża i ruchu obrotowego wokół osi symetrii |
·
podać zerową prędkość punktu bryły
stykającego się z podłożem jako warunek toczenia się bryły bez poślizgu, ·
zastosować zasadę zachowania energii do
opisu bryły staczającej się z równi pochyłej bez poślizgu |
·
obliczyć wypadkową prędkość punktów
leżących na pionowej średnicy bryły toczącej się bez poślizgu, ·
zapisać równania ruchu postępowego i
obrotowego toczącej się bryły |
·
opisać staczanie się bryły po równi
pochyłej jako ruch obrotowy wokół chwilowej osi obrotu, ·
wyjaśnić, dlaczego podczas toczenia bez
poślizgu energia mechaniczna bryły jest zachowana |
Dział 7. Pole grawitacyjne |
||||
1. O odkryciach Kopernika i Keplera |
·
przedstawić podstawowe założenia
heliocentrycznej teorii budowy Układu Słonecznego |
·
sformułować i objaśnić prawa Keplera |
·
wykazać, że drugie prawo Keplera jest
konsekwencją zasady zachowania momentu pędu planet obiegających Słońce, ·
korzystać z trzeciego prawa Keplera do
rozwiązywania zadań |
·
przygotować prezentację na temat roli odkryć
Kopernika i Keplera dla rozwoju fizyki i astronomii |
2. Prawo powszechnej grawitacji |
·
zapisać wzorem i wypowiedzieć prawo
powszechnej grawitacji, ·
wymienić ciała, dla których można je
stosować w zapisanej postaci |
·
objaśnić praktyczne znaczenie bardzo
małej wartości stałej grawitacji |
·
wykazać, że siła grawitacji działająca na
ciało o masie m umieszczone na
planecie jest wprost proporcjonalna do promienia i gęstości tej planety |
·
przedstawić rozumowanie prowadzące od
trzeciego prawa Keplera do prawa powszechnej grawitacji Newtona |
3. Pierwsza prędkość kosmiczna |
·
zdefiniować pierwszą prędkość kosmiczną i
podać jej wartość dla Ziemi |
·
wyjaśnić, dlaczego satelity Ziemi krążą
wokół niej z prędkością o nieco mniejszej wartości, ·
objaśnić pojęcie „satelita
geostacjonarny” |
·
wyprowadzić wzór na wartość pierwszej
prędkości kosmicznej, ·
obliczyć promień orbity geostacjonarnej i
szybkość satelity na tej orbicie |
·
przygotować prezentację na temat sposobów
wykorzystania satelitów geostacjonarnych |
4–5. Natężenie pola grawitacyjnego |
·
przypomnieć poznane wcześniej pola sił i
podać przykłady doświadczeń, w których możemy wykryć ich istnienie, ·
zilustrować graficznie pole grawitacyjne
centralne i jednorodne, ·
odpowiedzieć na pytanie: Od czego zależy natężenie pola
grawitacyjnego wytworzonego przez Ziemię? |
·
wyjaśnić, co nazywamy źródłem pola, a co
ciałem próbnym i jakiego ciała próbnego używamy do wykrycia pola
grawitacyjnego, ·
podać definicję natężenia pola
grawitacyjnego |
·
określić kierunek i zwrot natężenia pola
grawitacyjnego w danym punkcie, ·
z definicji natężenia pola i prawa
powszechnej grawitacji wywnioskować, od czego zależy natężenie w danym
punkcie centralnego pola grawitacyjnego, ·
sporządzić wykres zależności natężenia
pola od odległości od punktu materialnego i kuli dla |
·
stosować zasadę superpozycji natężeń, ·
obliczyć wartość siły grawitacji wewnątrz
Ziemi, ·
wyjaśnić różnicę między natężeniem pola
grawitacyjnego a przyspieszeniem ziemskim w danym punkcie, ·
sporządzić wykres zależności natężenia
pola od odległości od środka kuli |
6–7. Praca w polu grawitacyjnym |
·
objaśnić znaczenie wielkości fizycznych
występujących we wzorze na pracę siły zewnętrznej, równoważącej siłę
grawitacji, przy przemieszczaniu ciała w centralnym polu grawitacyjnym
i wywnioskować, że nie zależy ona od kształtu toru, po którym porusza
się ciało |
·
przy założeniu, że pole grawitacyjne w
pobliżu Ziemi jest jednorodne, obliczyć pracę stałej siły równoważącej siłę
grawitacji podczas podnoszenia ciała na wysokość h po kilku różnych drogach oraz sformułować wniosek |
·
wyjaśnić, co to znaczy, że siła jest
zachowawcza oraz że pole grawitacyjne jest polem zachowawczym, ·
podać przykład ciała zmieniającego
położenie w polu grawitacyjnym, choć nie działa na nie siła zewnętrzna |
·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
wzoru na pracę w centralnym polu grawitacyjnym |
8–9. Energia potencjalna ciała w polu
grawitacyjnym |
·
na przykładzie Ziemi i leżącego na
niej ciała opisać zmiany energii potencjalnej tego ciała przy jego oddalaniu
się do nieskończoności |
·
uzasadnić stwierdzenie, że energia
potencjalna ciała zmienia się wraz ze zmianą odległości ciała od źródła pola
i przyjmuje wartości ujemne, ·
sporządzić wykres zależności energii
potencjalnej ciała w polu centralnym od odległości od źródła pola,
którym jest jednorodna kula o promieniu R |
·
zapisać wzór na zmianę energii
potencjalnej ciała przy zmianie jego położenia w centralnym polu
grawitacyjnym, ·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
otrzymania wyrażenia na energię potencjalną ciała w danym punkcie pola |
·
uzasadnić stwierdzenie, że w polu
zachowawczym zmiana energii potencjalnej ciała przy zmianie jego położenia
jest jednoznacznie określona, ·
podać przykład pola niezachowawczego, w
którym to stwierdzenie nie jest prawdziwe |
10. *Potencjał pola grawitacyjnego |
|
|
|
·
zdefiniować potencjał i podać jego
jednostkę, ·
odpowiedzieć na pytanie: Od czego zależy potencjał pola
centralnego?, ·
narysować wykres V(r) dla jednorodnego i
dla centralnego pola grawitacyjnego, ·
zapisać wzór na pracę w polu
grawitacyjnym za pomocą potencjałów |
11. Druga prędkość kosmiczna |
·
sformułować pytanie, jakie stawiamy przed
przystąpieniem do obliczenia drugiej prędkości kosmicznej ·
|
·
podać wartość drugiej prędkości kosmicznej
dla Ziemi |
·
zapisać i objaśnić wzór na wartość
drugiej prędkości kosmicznej |
·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
otrzymania wzoru na drugą prędkość kosmiczną |
12–13. Stan przeciążenia. Stany nieważkości
i niedociążenia |
·
podać przykłady ciała w stanie
przeciążenia, niedociążenia i nieważkości |
·
opisać wpływ przeciążenia na organizm
człowieka |
·
objaśnić, co oznaczają stwierdzenia, że
ciało jest w stanach przeciążenia, niedociążenia i nieważkości |
·
podać warunki, w których występuje stan
nieważkości, ·
wyjaśnić zasadę równoważności (możliwość
wytwarzania sztucznej grawitacji) |
Dział 8. Elementy astronomii |
||||
1. Układ Słoneczny |
·
wymienić ciała niebieskie wchodzące w
skład Układu Słonecznego |
·
podać główne właściwości Słońca i planet
Układu Słonecznego |
·
szczegółowo opisać właściwości Słońca,
planet i ich księżyców oraz pozostałych ciał niebieskich wchodzących
w skład Układu Słonecznego |
·
przygotować prezentację na temat
najnowszych odkryć dotyczących Układu Słonecznego |
2–3. Jednostki odległości stosowane
w astronomii |
·
zdefiniować jednostkę astronomiczną i rok
świetlny |
·
opisać metodę pomiaru kąta paralaksy
heliocentrycznej |
·
zdefiniować parsek, ·
odszukać informacje o szybkościach
sond kosmicznych i obliczać przybliżone czasy dotarcia sondy do planety |
·
zamieniać jednostki odległości używane
w astronomii, ·
wyjaśnić sposób pomiaru odległości do
gwiazd i wykonać przykładowe obliczenia |
4. Nasza Galaktyka i jej miejsce we
Wszechświecie |
·
przeprowadzić obserwację Drogi Mlecznej |
·
podać najważniejsze informacje na temat
naszej Galaktyki i innych obiektów we Wszechświecie |
·
obliczyć czas, w którym Słońce wykonuje
jeden pełny obieg wokół centrum naszej Galaktyki |
·
przygotować prezentację na temat czarnych
dziur |
5–6. Prawo Hubble’a i teoria Wielkiego Wybuchu |
·
podać przybliżony wiek Wszechświata, · wyjaśnić
termin „ucieczka galaktyk” |
·
podać treść prawa Hubble’a, ·
zapisać wzorem prawo Hubble’a i objaśnić
występujące w nim wielkości fizyczne |
·
obliczyć wiek Wszechświata, ·
opisać ewolucję Wszechświata, ·
wyjaśnić rozszerzanie się Wszechświata na
modelu balonika |
·
wymienić i objaśnić główne fakty
obserwacyjne uzasadniające słuszność teorii Wielkiego Wybuchu, ·
wyjaśnić rozszerzanie się Wszechświata
jako rozszerzanie się przestrzeni |
Dział 9. Ruch drgający harmoniczny |
||||
1. Sprężystość jako makroskopowy efekt oddziaływań
mikroskopowych |
·
podać przykłady występowania w przyrodzie
zjawisk sprężystych i sił sprężystości |
·
rozróżnić zjawiska sprężyste
i plastyczne |
·
podać przyczyny występowania zjawisk sprężystych |
·
objaśnić przemiany energii podczas
odkształceń sprężystych |
2–3. Ruch drgający
harmoniczny. Badanie wydłużenia
sprężyny |
·
wymienić i opisać cechy ruchu drgającego
harmonicznego, ·
zademonstrować proporcjonalność
wydłużenia sprężyny do wartości siły zewnętrznej działającej na sprężynę |
·
wymienić i zdefiniować wielkości
opisujące ruch drgający harmoniczny, ·
zapisać i objaśnić związek siły
sprężystości z wychyleniem ciała z położenia równowagi |
·
podać sens fizyczny współczynnika
sprężystości sprężyny, ·
wykazać doświadczalnie, że wydłużenie
sprężyny jest wprost proporcjonalne do wartości siły zewnętrznej działającej
na sprężynę |
·
na przykładzie klocka zaczepionego do
sprężyny i wykonującego drgania na poziomej powierzchni opisać rodzaje
ruchów składających się na ruch harmoniczny |
4–6. Matematyczny opis
ruchu harmonicznego. Badanie zależności
okresu drgań ciężarka od jego masy i współczynnika sprężystości sprężyny |
·
opisać model, którym posługujemy się do
matematycznego opisu ruchu harmonicznego, ·
zapisać wzór na okres drgań harmonicznych
i przekształcać go w celu obliczenia każdej z występujących w nim
wielkości, ·
aktywnie uczestniczyć w wykonywaniu
pomiarów w doświadczalnym badaniu zależności okresu drgań wiszącego na
sprężynie ciężarka od jego masy oraz od współczynnika sprężystości sprężyny |
·
obliczyć współrzędne położenia,
prędkości, przyspieszenia i siły w ruchu wzdłuż osi x zwróconej pionowo w górę, ·
sporządzić i zinterpretować wykresy
zależności x(t), x(t)
i ax(t) |
·
zapisać i objaśnić wzory na współrzędne x, x,
ax
i Fxw przypadkach,
w których mierzenie czasu rozpoczynamy przy przechodzeniu ciała przez
położenie równowagi oraz w chwili maksymalnego wychylenia, ·
zbadać doświadczalnie zależność okresu
drgań wiszącego na sprężynie ciężarka od jego masy oraz od współczynnika
sprężystości sprężyny |
·
na podstawie obserwacji i obliczeń
sformułować wniosek dotyczący ruchu rzutu na oś x punktu poruszającego się po okręgu, ·
obliczać współrzędnex, x, ax i Fx
przy dowolnej fazie początkowej, ·
wyprowadzić wzór na okres drgań w ruchu
harmonicznym |
7. Energia w ruchu harmonicznym |
·
zapisać i objaśnić wzór na energię
potencjalną sprężystości i na energię całkowitą ciała wykonującego ruch
harmoniczny, ·
omówić zmiany energii potencjalnej
sprężystości i energii kinetycznej ciała wykonującego ruch harmoniczny |
·
na podstawie wykresu Fx(x)wyprowadzić
wzór na energię potencjalną sprężystości |
·
wyprowadzić wzór na całkowitą energię
ciała wykonującego ruch harmoniczny i wypowiedzieć zasadę zachowania energii
mechanicznej w tym ruchu |
·
sporządzać wykresy zależności Ep(x), Ek(x)
oraz Ep(t) i Ek(t), ·
rozwiązywać zadania o podwyższonym
stopniu trudności |
8–10. Wahadło
matematyczne. Zademonstrowanie
niezależności okresu drgań wahadła od amplitudy. Badanie
zależności okresu drgań wahadła od jego długości. Wyznaczanie
wartości przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego |
·
opisać cechy modelu, jakim jest wahadło
matematyczne |
·
zapisać i objaśnić wzór na okres drgań
wahadła matematycznego, ·
zademonstrować niezależność okresu drgań
wahadła od amplitudy drgań |
·
wykazać, że dla małych kątów wychylenia
ruch wahadła jest ruchem harmonicznym, ·
wyjaśnić, na czym polega izochronizm
wahadła, ·
wyznaczyć wartość przyspieszenia
ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego |
·
wyprowadzić wzór na okres drgań wahadła
matematycznego, ·
samodzielnie opracować sposób sprawdzenia
zależności okresu drgań wahadła od jego długości i wykonać doświadczenie |
11. Drgania wymuszone
i rezonansowe. Zademonstrowanie
zjawiska rezonansu mechanicznego |
·
zademonstrować zjawisko rezonansu
mechanicznego |
·
wyjaśnić, kiedy występuje
i na czym polega zjawisko rezonansu |
·
wyjaśnić znaczenie pojęć: drgania
swobodne i częstotliwość drgań własnych |
·
wyjaśnić pojęcie „częstotliwość
rezonansowa” |
Dział 10. Zjawiska termodynamiczne |
||||
1. Równowaga
termodynamiczna. Zerowa zasada termodynamiki. Badanie procesu
wyrównywania temperatury ciał |
·
wymienić różnice w budowie i
właściwościach ciał w różnych stanach skupienia |
·
wyjaśnić, co rozumiemy pod pojęciem „stan
równowagi termodynamicznej” |
·
wymienić wielkości, których będziemy
używać w termodynamice, i przypisać każdej odpowiedni symbol, ·
badać proces wyrównywania temperatury
ciał i posługiwać się bilansem cieplnym |
·
wypowiedzieć i objaśnić na przykładzie
zerową zasadę termodynamiki |
2. Ciśnienie gazu w naczyniu zamkniętym |
·
wymienić wielkości fizyczne, od których
zależy ciśnienie gazu w zamkniętym naczyniu |
·
wymienić warunki, jakie powinien spełniać
gaz doskonały |
·
zapisać podstawowy wzór teorii
kinetyczno-molekularnej gazu doskonałego i objaśnić występujące w nim
wielkości |
·
przekształcić wzór podstawowy do postaci
wiążących ciśnienie z masą lub gęstością gazu i objaśnić występujące w nim
wielkości |
3. Równanie stanu gazu doskonałego. Równanie
Clapeyrona |
·
objaśnić związek temperatury w skali Celsjusza
i Kelvina, ·
zapisać i objaśnić równanie stanu gazu
doskonałego |
·
uzasadnić stwierdzenie, że równość
temperatur dwóch gazów oznacza równość średnich energii ruchu postępowego
cząsteczek obu gazów, ·
zapisać związek temperatury gazu w skali
Kelvina ze średnią energią kinetyczną ruchu postępowego cząsteczek tego gazu, ·
zapisać i objaśnić równanie Clapeyrona |
·
przekształcić wzór podstawowy teorii
kinetyczno-molekularnej gazu doskonałego do postaci równania stanu gazu
doskonałego |
·
obliczyć stałą gazową R i przekształcić równanie stanu
gazu doskonałego do postaci równania Clapeyrona, ·
wyrazić średnią energię ruchu postępowego
cząsteczek gazu poprzez stałą Boltzmanna i temperaturę w skali
bezwzględnej |
4–6. Szczególne przemiany gazu doskonałego |
·
wymienić trzy szczególne przemiany gazu
doskonałego i wskazać wielkość stałą w każdej przemianie |
·
wypowiedzieć, zapisać wzorem i objaśnić
prawo Boyle’a, Charles’a i Gay-Lussaca |
·
wyjaśnić, co to znaczy, że proces jest kwazistatyczny, ·
sporządzać wykresy zależności p(V)
przy stałej temperaturze gazu, p(T) przy stałej objętości gazu i V(T)
przy stałym ciśnieniu |
·
skorzystać z równania Clapeyrona i
wyprowadzić prawo Boyle’a, prawo Charles’a i prawo
Gay-Lussaca |
7. Energia wewnętrzna gazu. Stopnie swobody |
·
wymienić rodzaje energii cząsteczek gazu, ·
wyjaśnić pojęcie „energia wewnętrzna
ciała” |
·
uzasadnić fakt, że cząsteczki gazu
doskonałego mają tylko energię kinetyczną wszystkich rodzajów ruchu |
·
wyjaśnić pojęcie „stopień swobody”, ·
wytłumaczyć zasadę ekwipartycji energii i
zapisać wzór na całkowitą energię kinetyczną cząsteczki, która ma i stopni swobody, ·
skorzystać z zasady ekwipartycji energii
i zapisać oraz skomentować wzór na zmianę energii wewnętrznej gazu
doskonałego o stałej masie |
·
za pomocą odpowiedniego obliczenia
wykazać, że cząsteczki gazów jednoatomowych mają trzy stopnie swobody |
8. Pierwsza zasada termodynamiki |
·
wymienić sposoby dokonywania zmiany
energii wewnętrznej ciała i podać przykłady takich zmian z codziennego
życia |
·
wyjaśnić, co rozumiemy przez dostarczanie
ciału ciepła, ·
wypowiedzieć i zapisać wzorem pierwszą
zasadę termodynamiki oraz przedyskutować znaki Q i W w różnych
procesach |
·
obliczyć pracę objętościową wykonaną
przez siłę zewnętrzną przy zmniejszaniu objętości gazu, ·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
wniosku, że zarówno wykonana praca, jak i wymienione ciepło są funkcją
procesu |
·
udowodnić, że w dowolnej przemianie gazu
wartość bezwzględną pracy objętościowej można obliczyć tak jak pole
powierzchni figury zawartej pod wykresem p(V) dla tej przemiany |
9–10. Szczególne przemiany gazu doskonałego
a pierwsza zasada termodynamiki |
·
opisać przemianę adiabatyczną gazu |
·
zapisać pierwszą zasadę termodynamiki dla
przemian: izotermicznej, izochorycznej i adiabatycznej oraz przedyskutować
znaki wielkości fizycznych dla różnych przypadków |
·
zapisać pierwszą zasadę termodynamiki dla
przemiany izobarycznej i przedyskutować znaki W i Q dla różnych
przypadków |
·
sporządzić wykresy zależności p(V)
dla przemian izotermicznej i adiabatycznej, ·
wytłumaczyć różnicę w kształcie
izobar i adiabat |
11. Ciepło właściwe i ciepło molowe |
·
wyjaśnić różnicę między ciepłem właściwym
i ciepłem molowym |
·
zapisać wzory na ciepło wymienione z
otoczeniem za pomocą wielkości fizycznych: ciepło właściwe i ciepło molowe |
·
zapisać i skomentować związek między
ciepłem molowym gazu w stałej objętości i ciepłem molowym gazu pod stałym
ciśnieniem |
·
wyprowadzić związek między ciepłem
molowym gazu w stałej objętości i ciepłem molowym gazu pod stałym ciśnieniem |
12. Energia wewnętrzna jako funkcja stanu |
|
·
zapisać wzór na zmianę energii
wewnętrznej gazu w przemianie izochorycznej i stwierdzić, że wzór
ten stosuje się w dowolnej przemianie |
·
wyjaśnić, co to znaczy, że energia
wewnętrzna jest funkcją stanu i wywnioskować na tej podstawie, że zmiana
energii wewnętrznej w dowolnej przemianie gazu doskonałego zachodzącej między
stanami A i B jest równa zmianie energii wewnętrznej dla przemiany
izochorycznej zachodzącej między tymi stanami |
·
przeprowadzić obliczenia pozwalające
znaleźć związek między ciepłami molowymi gazu pod stałym ciśnieniem
i w stałej objętości a liczbą stopni swobody cząsteczki |
13–15. Silniki cieplne. Odwracalny cykl Carnota |
·
stwierdzić, że zamiana części
dostarczonego ciepła na pracę jest podstawą działania silnika cieplnego, ·
opisać kolejne fazy pracy silnika
spalinowego czterosuwowego |
·
podać przykład sytuacji, w której
dostarczenie ciepła skutkuje jednorazowym wykonaniem pracy, ·
wyjaśnić ideę Carnota i zdefiniować
sprawność silnika, ·
opisać zasadę działania chłodziarek i
pomp cieplnych |
·
opisać i objaśnić cykl Carnota i
działanie idealnego silnika cieplnego, ·
zapisać i skomentować wzór na pracę
wykonaną przez silnik cieplny, ·
sformułować drugą zasadę termodynamiki |
·
opisać procesy odwracalne (w tym
proces kwazistatyczny) oraz procesy nieodwracalne, ·
sporządzić wykres cyklu odwrotnego do cykluCarnota, ·
zdefiniować skuteczność chłodzenia |
16. Fluktuacje. Wzmianka o entropii |
·
podać przykład wzrastającego
nieuporządkowania układu i nazwać go wzrostem entropii |
·
wyjaśnić znaczenie Słońca jako źródła
energii, której dostarczenie do układu powoduje zmniejszenie jego entropii |
·
podać i objaśnić warunek stosowalności
ogólnego sformułowania drugiej zasady termodynamiki |
·
wyjaśnić pojęcie fluktuacji i podać
przykłady ich występowania w przyrodzie |
17–20. Przejścia
fazowe. Zademonstrowanie
stałości temperatury podczas przemiany fazowej. Wyznaczanie
temperatury topnienia i krzepnięcia naftalenu |
·
podać fazy, w których może występować ta
sama substancja, ·
opisać zjawiska topnienia
i parowania |
·
podać definicję ciepła topnienia i ciepła
parowania, ·
wyjaśnić, dlaczego temperatura wrzenia
cieczy zależy od ciśnienia zewnętrznego, ·
zademonstrować stałość temperatury
podczas przemiany fazowej |
·
sporządzić wykres zależności temperatury
od ilości dostarczonego ciepła |
·
przeprowadzić analizę energetyczną
procesu topnienia i procesu parowania, ·
wyznaczyć temperaturę topnienia i
krzepnięcia naftalenu |
21. Para nasycona i para nienasycona |
·
wyjaśnić pojęcia: para nienasycona i para
nasycona |
·
wytłumaczyć, co to znaczy, że para jest w
równowadze z cieczą, z której powstała, ·
podać sposób zwiększenia ciśnienia pary
nasyconej |
·
podać warunki, przy spełnieniu których do
pary nienasyconej można stosować prawa gazowe, ·
podać i objaśnić związek temperatury
wrzenia cieczy z ciśnieniem zewnętrznym |
·
sporządzić wykres zależności ciśnienia
pary nasyconej od temperatury i wytłumaczyć jego kształt, ·
wyjaśnić pojęcie „punkt potrójny” |
22. Rozszerzalność
temperaturowa ciał. Zademonstrowanie
rozszerzalności temperaturowej wybranych ciał stałych |
·
odpowiedzieć na pytanie: Co nazywamy bezwzględnym, a co
względnym przyrostem objętości?, ·
podać sens fizyczny współczynnika
rozszerzalności objętościowej i liniowej, ·
podać przykład sytuacji
z codziennego życia, w której musimy uwzględnić zjawisko rozszerzalności
temperaturowej ciał |
·
zapisać wzór definicyjny współczynnika
rozszerzalności objętościowej, ·
odpowiedzieć na pytanie, od czego zależy,
współczynnik rozszerzalności objętościowej, ·
zademonstrować rozszerzalność
temperaturową wybranych ciał stałych |
·
porównać współczynniki rozszerzalności
objętościowej ciał stałych, cieczy i gazów, ·
opisać zjawisko anomalnej rozszerzalności
wody |
·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
wniosku, że współczynnik rozszerzalności objętościowej ciał stałych jest
w przybliżeniu trzykrotnie większy od współczynnika rozszerzalności
liniowej, ·
obliczyć wartość współczynnika
rozszerzalności objętościowej gazów doskonałych |
23. *Transport energii przez przewodnictwo
i konwekcję |
|
|
|
·
wyjaśnić, na czym polega transport
energii przez przewodnictwo cieplne i przez konwekcję, ·
objaśnić wzór na szybkość przekazu ciepła
w pręcie |
Dział 11.Pole elektrostatyczne |
||||
1–2. Wzajemne oddziaływanie ciał naelektryzowanych |
·
wypowiedzieć i zapisać wzorem prawo
Coulomba, nazwać wszystkie występujące w nim wielkości fizyczne, ·
wymienić sposoby elektryzowania ciał i
zademonstrować jeden z nich |
·
objaśnić pojęcie przenikalności
elektrycznej, ·
zademonstrować i objaśnić trzy sposoby
elektryzowania ciał |
·
podać wartość liczbową ładunku
elementarnego, ·
wypowiedzieć i objaśnić zasadę zachowania
ładunku |
·
wykazać doświadczalnie, że ładunek
wyindukowany ma taką samą wartość jak ładunek indukujący |
3–4. Natężenie pola
elektrostatycznego. Zademonstrowanie
kształtu linii jednorodnego i centralnego pola elektrostatycznego |
·
opisać, w jaki sposób za pomocą
metalowej, naelektryzowanej kuleczki można zbadać, czy w przestrzeni
istnieje pole elektrostatyczne, ·
wymienić wielkości, od których zależy
natężenie centralnego pola elektrostatycznego w danym punkcie |
·
podać definicję natężenia pola
elektrostatycznego, ·
przeprowadzić doświadczenie ilustrujące
pole elektryczne oraz układ linii pola wokół przewodnika, ·
graficznie, za pomocą linii pola,
przedstawić pole elektrostatyczne centralne i jednorodne |
·
wyprowadzić wzór informujący, od czego
zależy natężenie centralnego pola elektrostatycznego w danym punkcie |
·
opisać i stosować w zadaniach zasadę
superpozycji natężeń pól, ·
wyjaśnić pojęcie dipola elektrycznego i
opisać pole elektrostatyczne wytworzone prze dipol |
5. Naelektryzowany przewodnik |
·
opisać doświadczenie z klatką Faradaya, ·
opisać rozkład ładunku dostarczonego
przewodnikowi |
·
zdefiniować gęstość powierzchniową
ładunku, ·
opisać rozkład gęstości powierzchniowej
dla przewodników o nieregularnych kształtach |
·
sporządzić wykres E(r) dla
naelektryzowanego przewodnika kulistego |
·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
wniosku, że natężenie pola w każdym punkcie powierzchni przewodnika w stanie równowagi
jest prostopadłe do tej powierzchni |
6. Przewodnik w polu elektrostatycznym |
·
stwierdzić, że wewnątrz przewodnika
umieszczonego w polu elektrostatycznym nie istnieje pole
elektrostatyczne |
·
wyjaśnić wpływ obecności przewodnika na
pole elektrostatyczne wytworzone przez inny naładowany przewodnik znajdujący
się w pobliżu |
·
opisać i wyjaśnić procesy zachodzące w
przewodniku umieszczonym w jednorodnym polu elektrostatycznym |
·
przeprowadzić rozumowanie prowadzące do
wniosku, że natężenie pola wewnątrz przewodnika umieszczonego
w jednorodnym polu elektrostatycznym jest równe zeru |
7–10. Analogie w opisie pól grawitacyjnego
i elektrostatycznego |
·
zapisać wzorami i objaśnić analogie
między prawem powszechnej grawitacji i prawem Coulomba, ·
wymienić wielkości, od których zależy
natężenie centralnego pola grawitacyjnego w danym punkcie, i porównać
z wielkościami, od których zależy natężenie centralnego pola
elektrostatycznego w danym punkcie, ·
wymienić wielkości, od których zależy
potencjał centralnego pola elektrostatycznego w danym punkcie, oraz
jednostkę, w której go wyrażamy |
·
wskazać analogie i różnice (związane z
istnieniem ładunków dodatnich i ujemnych), między definicjami natężenia pola
grawitacyjnego i pola elektrostatycznego, ·
podać definicję potencjału pola
elektrostatycznego, ·
wyjaśnić, co mamy na myśli mówiąc, że
natężenie pola i potencjał są wielkościami charakteryzującymi pole
elektrostatyczne w danym punkcie |
·
wskazać analogie i różnice (związane z
istnieniem ładunków dodatnich i ujemnych), między wyrażeniami na energię
potencjalną ładunku w grawitacyjnym i elektrostatycznym polu
centralnym, ·
zapisać wzór na zmianę energii
potencjalnej ładunku i wywnioskować jej zmiany podczas oddalania się
ładunku od punktowego źródła pola elektrostatycznego i podczas zbliżania się
ładunku do tego źródła |
·
sporządzić wykresy zależności Ep(r) dla ładunków jedno- i
różnoimiennych, ·
sporządzić i objaśnić wykresy zależności V(r)
dla dodatniego i ujemnego źródła centralnego pola elektrostatycznego, ·
stosować zasadę superpozycji dla
potencjałów, ·
wyprowadzić wzór na pracę w polu
elektrostatycznym wyrażony poprzez różnicę potencjałów i udowodnić, że
stosuje się dla każdego pola elektrostatycznego |
11. Pojemność elektryczna ciała przewodzącego |
·
opisać budowę elektroskopu i go
naelektryzować, ·
nazwać stały dla danego przewodnika
iloraz Q/V i podać jego jednostkę |
·
zdefiniować pojemność elektryczną
przewodnika i podać jej sens fizyczny |
·
wykonać doświadczenie dowodzące, że
elektroskop wskazuje różnicę potencjałów między listkami i obudową |
·
opisać wpływ zmiany położenia innego
pobliskiego, uziemionego przewodnika na pojemność naładowanego przewodnika |
12–13. Kondensator |
·
opisać budowę kondensatora płaskiego, ·
wymienić wielkości, od których zależy
pojemność kondensatora płaskiego |
·
wyjaśnić pojęcie napięcia między
okładkami kondensatora |
·
podać definicję kondensatora |
·
wyprowadzić i objaśnić związek natężenia
pola między okładkami kondensatora z napięciem między nimi |
14. Dielektryk w polu elektrostatycznym |
·
wymienić cechy dielektryka, ·
wymienić kilka różnych dielektryków, ·
opisać wpływ obecności dielektryka między
okładkami kondensatora na jego pojemność |
·
wyjaśnić, na czym polega zjawisko
polaryzacji dielektryka i kiedy to zjawisko zachodzi, ·
zdefiniować stałą dielektryczną dielektryka
i wyjaśnić jej sens fizyczny |
·
dla kondensatora odłączonego od źródła
napięcia (na podstawie doświadczenia) przeprowadzić rozumowanie
prowadzące do wniosku, że włożenie dielektryka między okładki kondensatora
powoduje wzrost jego pojemności |
·
za pomocą odpowiedniego rozumowania
wyprowadzić wzór wyrażający związek natężenia pola między okładkami
kondensatora wypełnionego dielektrykiem ze stałą dielektryczną tego
dielektryka |
15. Energia
naładowanego kondensatora. Zademonstrowanie
przekazu energii podczas rozładowania kondensatora (lampa błyskowa) |
·
stwierdzić, że skoro do naładowania
kondensatora trzeba wykonać pracę, to posiada on energię |
·
zapisać jedną z postaci wzoru
wyrażającego energię potencjalną naładowanego kondensatora, ·
zademonstrować przekaz energii podczas
rozładowania kondensatora |
·
wyprowadzić wzór na energię naładowanego
kondensatora i przekształcić go do innych postaci |
·
przygotować prezentację na temat
przemiany energii naładowanego kondensatora w inne rodzaje energii |
16. Ruch naładowanej cząstki w polu
elektrostatycznym |
·
na podstawie faktu, że w polu
elektrostatycznym na ciało naładowane działa siła, wnioskować, iż naładowana
cząstka w takim polu się porusza |
·
podać i objaśnić wzór na przyspieszenie,
z jakim porusza się cząstka naładowana w jednorodnym polu elektrostatycznym |
·
opisać ruch cząstki naładowanej dodatnio
i cząstki naładowanej ujemnie w jednorodnym polu elektrostatycznym
w następujących przypadkach: , , , gdzie to prędkość początkowa cząstki |
·
przygotować prezentację na temat zasady
działania i zastosowań akceleratora liniowego |