Egzamin maturalny Fizyka. Poziom rozszerzony maj 2026. Zadanie 2.1

Zadanie 2.

Do jednego z końców nierozciągliwej nici o długości l zamocowano niewielkie ciało B o masie m. Drugi koniec nici jest unieruchomiony w punkcie S. Następnie ciało B wprawiono w ruch po okręgu o środku w punkcie S w płaszczyźnie pionowej.

Przyjmij model zjawiska, w którym:

• na ciało B podczas ruchu działają dwie siły: F_g – siła grawitacji oraz F_n – siła reakcji nici,

• pomijamy wszelkie opory ruchu, masę nici, a ciało B traktujemy jako punkt materialny,

• ciało B porusza się w inercjalnym układzie odniesienia, w jednorodnym, ziemskim polu grawitacyjnym.

Sytuację ilustruje rysunek powyżej, na którym oznaczono przyśpieszenie ziemskie g.

Zadanie 2.1.

Na poniższym rysunku przedstawiono wektory prędkości ciała B w dwóch różnych chwilach czasu podczas opisanego ruchu tego ciała po okręgu. Długość boku kratki odpowiada umownej jednostce odległości.

Na rysunku wyznacz konstrukcyjnie środek okręgu, po którym porusza się ciało B. Podpisz środek tego okręgu jako S.

Zapisz w wykropkowanym miejscu poniżej długość l promienia tego okręgu. Wyraź tę długość w umownych jednostkach odległości.

l =........... długości boku kratki

Uwaga! W tym przykładzie środek S okręgu leży w punkcie kratowym.