Fizyka — Klasa 1 LO — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.
Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.
Planeta krąży wokół Słońca po orbicie o półosi wielkiej $4$ au. Oblicz okres jej obiegu w latach ziemskich.
Oblicz, ile razy zmaleje siła grawitacji między dwoma ciałami, jeżeli odległość między nimi wzrośnie trzykrotnie.
Satelita krąży wokół Ziemi po orbicie kołowej o promieniu $r$. Jeżeli promień orbity wzrośnie czterokrotnie, to okres obiegu satelity:
Planetoida porusza się po orbicie eliptycznej wokół Słońca. Oceń prawdziwość stwierdzeń.
Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.
Kometa ma peryhelium $r_P=1$ au i aphelium $r_A=9$ au. Oblicz okres obiegu komety wokół Słońca.
Prędkość komety z poprzedniego zadania w peryhelium wynosi $42\,\tfrac{\text{km}}{\text{s}}$. Oblicz jej prędkość w aphelium.
Odległość między środkami Ziemi i Księżyca wynosi $d=384\,400$ km, a masa Ziemi jest $81$ razy większa od masy Księżyca. Oblicz odległość od środka Ziemi punktu, w którym wypadkowa siła grawitacji działająca na sondę jest równa zeru.
Dwie sondy krążą wokół Słońca po orbitach kołowych o promieniach $r_A=0{,}962$ au i $r_B=1{,}043$ au. Okres obiegu sondy $A$ wynosi $344$ doby. Oblicz okres obiegu sondy $B$ oraz iloraz $\dfrac{v_A}{v_B}$ ich prędkości liniowych.
Sformułuj trzy prawa Keplera.
Planeta A ma okres obiegu $1$ rok i wielką półoś $1\ \text{j.a.}$ Planeta B ma wielką półoś $4\ \text{j.a.}$ Oblicz okres obiegu planety B (skorzystaj z III prawa Keplera).
Wyjaśnij, dlaczego kometa porusza się najszybciej, gdy jest najbliżej Słońca.
Planety krążą po elipsach, ze Słońcem w ognisku.
Promień wodzący zakreśla równe pola w równych czasach.
$\frac{T^2}{a^3}=\mathrm{const}$ dla ciał krążących wokół tego samego centrum.
Do czego służy: Obliczanie okresu obiegu planety lub promienia jej orbity — bez znajomości mas, tylko z porównania z inną planetą.
Mars ma $a = 1{,}52$ j.a. Jaki jest jego rok?
⚠️ Częsty błąd: Wzór to $T^2 \propto a^3$, nie $T \propto a^3$. Stosunek kwadratów okresu = stosunkowi sześcianów półosi. Pomylenie potęg to częsty błąd na sprawdzianach.
Co liczy: związek okresu obiegu z rozmiarem orbity.
Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.
Informacja do zadania 5. Planetoida ℛ krąży wokół Słońca (środek S) po orbicie eliptycznej. Dane: peryhelium rP = |SP| = 0,81 au, oś wielka |PA| = 5,62 au, prędkość w peryhelium vP = 43,29 km/s. Orbita Ziemi kołowa: rZ = 1,0 au, TZ = 1 rok. A — aphelium (najdalszy punkt).
Zadanie 5.1. Narysuj wektor siły $\vec F$, z jaką Słońce działa na planetoidę ℛ w zaznaczonym położeniu (kierunek, zwrot, punkt zaczepienia).
Zadanie 5.2. Oblicz Tℛ — okres obiegu planetoidy ℛ wokół Słońca (w latach ziemskich).
Zadanie 5.4. Oblicz vA — wartość prędkości planetoidy ℛ w punkcie A (aphelium).



Satelity S$_A$ i S$_B$ krążą wokół Ziemi po orbitach kołowych O$_A$ (promień $r_{A}$) i O$_B$ (promień $r_{B}$); masy równe $m$. Na rysunku bok kratki to jednostka odległości.

Oceń prawdziwość stwierdzeń.
Informacja do zadania 5. Gwiazda S2 obiega masywny obiekt Sgr A* po orbicie eliptycznej: okres TS2 = 16 lat, peryhelium rP = 120 au, aphelium rA = 1820 au. Ziemia: orbita kołowa aZ = 1,0 au, TZ = 1,0 rok. Wzór (dana): M₁/M₂ = (a₁/a₂)³·(T₂/T₁)².
Zadanie 5.1. Narysuj wektor przyśpieszenia $\vec a$ środka gwiazdy S2 w oznaczonym położeniu (kierunek i zwrot).
Zadanie 5.2. Prędkości w P i A są prostopadłe do promienia wodzącego. Iloraz vP/vA jest równy (do 3 cyfr): A. 0,00435; B. 0,0659; C. 15,2; D. 230.
Zadanie 5.3. Oblicz iloraz MSA/MS (masa Sgr A* do masy Słońca), do dwóch cyfr znaczących.
Zadanie 5.4. Wyprowadź wzór podany w informacji (M₁/M₂ = (a₁/a₂)³·(T₂/T₁)²) dla przypadku, gdy obie orbity są kołowe.
Misja STEREO: sondy A ($r_A=0{,}962$ au, $T_A=344$ doby) i B ($r_B=1{,}043$ au) na orbitach kołowych wokół Słońca.

Oblicz okres obiegu $T_B$ sondy B dookoła Słońca.
W chwili $t_0$ sondy A, B, Ziemia (Z) i Słońce (S) leżą na jednej prostej. Oblicz miarę kąta $\alpha$ między promieniami wodzącymi sondy A oraz Ziemi po roku ziemskim (365,25 doby) od $t_0$.

Iloraz $\dfrac{v_A}{v_B}$ (prędkości liniowych sond A i B) wynosi (w zaokrągleniu do dwóch miejsc po przecinku)
Satelita S$_A$ krąży po orbicie kołowej o promieniu $r_{A}$, a S$_B$ po orbicie o promieniu $r_{B}$. Okresy obiegu: $T_{A}=2,0$ h oraz $T_{B}=12$ h.

Prawidłową relację między promieniami orbit określa zależność
Satelita S$_A$ wykonuje manewr przejścia z orbity $\mathcal{A}$ na $\mathcal{B}$ po fragmencie orbity eliptycznej (stycznej do obu orbit w $A$ i $B$). Oceń prawdziwość stwierdzeń.
Wokół pulsara PSR 1257+12 krąży planeta Draugr po orbicie kołowej o promieniu $r=0{,}19$ au w czasie $T=25{,}3$ doby ($1$ au $=150$ mln km). Oblicz masę pulsara. ($G=6{,}67\cdot10^{-11}$.)
Trzy planety krążą wokół gwiazdy G: po orbicie eliptycznej $O_1$ oraz kołowych $O_2$, $O_3$. A — punkt styczny $O_1$ i $O_2$ (bliżej G), B — punkt styczny $O_1$ i $O_3$ (dalej od G).

Wpisz relacje ($>,=,\lt $): a) $v_{1A}$ ___ $v_{1B}$; b) $v_{2A}$ ___ $v_{3B}$; c) $v_{1B}$ ___ $v_{3B}$.
Tranzyt Merkurego: w aphelium ($r_a=0{,}467$ j.a.) Merkury porusza się z prędkością $38{,}9\,\tfrac{\text{km}}{\text{s}}$. Oceń prawdziwość (P/F): 1) maksymalna prędkość Merkurego na orbicie jest równa ok. $38{,}9\,\tfrac{\text{km}}{\text{s}}$; 2) okres obiegu Merkurego jest krótszy niż okres obiegu Ziemi; 3) z Ziemi można obserwować także tranzyt Marsa na tle Słońca.

Oblicz prędkość liniową Merkurego względem Słońca w peryhelium. ($r_a=0{,}467$ j.a., $r_a-r_p=0{,}159$ j.a., $v_a=38{,}9\,\tfrac{\text{km}}{\text{s}}$.)
Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.