Egzamin maturalny Fizyka. Poziom rozszerzony maj 2024. Zadanie 1.1.

Zadanie 1.

Kropla wody oderwała się od dachu budynku w chwili t_A i następnie opadała pionowo w powietrzu. Na poniższym wykresie przedstawiono zależność wartości v prędkości kropli od czasu t od chwili t_A=0 s do chwili t_F=4 s, w której kropla uderzyła o podłoże.

Na wykresie oznaczono wybrane punkty: A, B, C, D, E, F. Ruch kropli opisujemy w układzie odniesienia związanym z ziemią i zakładamy, że jest to układ inercjalny.

Do analizy zagadnienia przyjmij uproszczony model zjawiska, w którym:

• podczas opadania kropli działają na nią dwie siły: siła oporu powietrza F_o oraz siła grawitacji F_g (pomijamy siłę wyporu aerostatycznego)
• kropla jest kulą o promieniu R, a jej masa się nie zmienia
• wartość siły oporu działającej na kroplę wyraża się wzorem:

F_o = k ρ_p S v²

gdzie k jest pewnym współczynnikiem, ρ_p jest gęstością powietrza, S jest polem przekroju poprzecznego przez środek kropli, v jest wartością prędkości kropli

• ruch kropli od chwili t_D traktujemy jako jednostajny prostoliniowy, czyli przyjmij, że część DF wykresu jest poziomym odcinkiem.

Zadanie 1.1.

Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.

Od chwili t_A do chwili t_D wartość przyspieszenia kropli

A.	się zwiększa,	ponieważ wartość siły wypadkowej działającej w tym czasie na kroplę	1.	się zwiększa.
B.	się zmniejsza,		2.	się zmniejsza.
C.	pozostaje stała,		3.	pozostaje stała.